三相三電平光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中若干關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、20世紀(jì)以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)全球化步伐的不斷加速，工業(yè)和經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，能源的需求急劇增加。而石化能源的日益匱乏和環(huán)境的不斷污染已經(jīng)成為制約人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的兩大重要因素，因此世界各國(guó)均把大力發(fā)展新能源作為重要的能源戰(zhàn)略決策。其中太陽(yáng)能以其無(wú)噪聲、無(wú)污染、可持續(xù)利用等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為目前最具發(fā)展?jié)摿Φ木G色能源之一。光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽(yáng)能利用的主要形式之一，深入地研究光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)，對(duì)于解決能源危機(jī)，減少環(huán)境污染，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。

2、本文基于二極管箝位式的三電平光伏并網(wǎng)逆變平臺(tái)，對(duì)并網(wǎng)逆變器中的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。
　　 針對(duì)光伏陣列最大功率點(diǎn)追蹤的問(wèn)題，分析了現(xiàn)有的各種最大功率點(diǎn)追蹤方法，比較了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，指出擾動(dòng)觀察法是性?xún)r(jià)比較高的一種方法。針對(duì)擾動(dòng)觀察法在光照快速變化情況下的誤判問(wèn)題，在dP-P&O（dP-PerturbationandObservation\功率差值-擾動(dòng)觀察法）方法基礎(chǔ)上，引入光照變化加速度的概念，對(duì)光照變化過(guò)程進(jìn)行了更

3、精確的建模，進(jìn)一步減少最大功率跟蹤過(guò)程中的誤判現(xiàn)象。同時(shí)，利用功率守恒原理，對(duì)光伏陣列輸出和逆變器輸出功率之間的關(guān)系進(jìn)行了分析，得出通過(guò)比較擾動(dòng)前后并網(wǎng)電流的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)追蹤的方法。這種方法不需要對(duì)光伏陣列的輸出電壓和電流進(jìn)行檢測(cè)，降低了系統(tǒng)的成本。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，上述方法是可行的，并且系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程中能夠保持穩(wěn)定。
　　 針對(duì)逆變器并網(wǎng)前電網(wǎng)同步電壓相序和缺相的檢測(cè)問(wèn)題，對(duì)目前常用的檢測(cè)方法進(jìn)行了歸類(lèi)分析，比較

4、了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，并指出最適合并網(wǎng)逆變器的檢測(cè)方法應(yīng)該是:不需要搭建額外的硬件電路，只需利用控制時(shí)必須采集的數(shù)據(jù)，在數(shù)字控制芯片內(nèi)部通過(guò)簡(jiǎn)單的算法就能實(shí)現(xiàn)相序檢測(cè)，并且對(duì)三相電網(wǎng)電壓畸變的情況不敏感。接著，在三相并網(wǎng)逆變器鎖相環(huán)dq-PLL的基礎(chǔ)上，提出了一種通過(guò)檢測(cè)電網(wǎng)電壓角頻率來(lái)判斷三相電網(wǎng)相序的方法。這種方法只需要使用并網(wǎng)逆變器正常工作時(shí)需要檢測(cè)的三相電網(wǎng)電壓，無(wú)需增加額外的硬件。仿真結(jié)果表明，這種相序檢測(cè)方法是可行的，并且在電網(wǎng)存

5、在直流分量、諧波、不平衡等畸變的情況下仍能正常工作。
　　 針對(duì)逆變器并網(wǎng)工作后的孤島檢測(cè)問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)有的孤島檢測(cè)方法進(jìn)行了深入的分析和比較，指出孤島檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向是:電網(wǎng)正常時(shí)，對(duì)輸出電能質(zhì)量的影響要小;電網(wǎng)斷電時(shí)，能夠迅速檢測(cè)出“孤島”現(xiàn)象。針對(duì)上述兩點(diǎn)，提出了一種基于無(wú)功電流-頻率正反饋的孤島檢測(cè)方法，推導(dǎo)了正反饋成立的參數(shù)條件，討論了方法實(shí)施的具體步驟。仿真和實(shí)驗(yàn)證明，在電網(wǎng)正常時(shí)，該方法對(duì)系統(tǒng)幾乎沒(méi)有擾動(dòng)，但是一旦電

6、網(wǎng)出現(xiàn)“孤島”的情況，無(wú)功電流和頻率之間的正反饋會(huì)讓頻率迅速朝一個(gè)方向變化，直到觸發(fā)孤島保護(hù)。
　　 針對(duì)LCL濾波器的諧振問(wèn)題，分析了目前常用的消除諧振的方法，比較了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，指出目前的方法存在損耗增加、引入噪聲或者設(shè)計(jì)難度較大等問(wèn)題。為了從瞬時(shí)功率的角度對(duì)諧振電流進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)目前幾種坐標(biāo)系下的瞬時(shí)功率理論進(jìn)行了分析，得出的結(jié)論是p-q-r理論對(duì)三相電流的控制有足夠的自由度。最后，在p-q-r理論基礎(chǔ)上，分析了p-q-r中