發(fā)布時(shí)間：2018-12-15 23:38

【摘要】：逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心器件,它將太陽能產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為我們所需要的交流電,由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的可擴(kuò)容性、可靠性等要求的提高以及大功率負(fù)載的需求,單逆變器已經(jīng)不能滿足要求。逆變器并聯(lián)運(yùn)行擺脫了單逆變器開關(guān)管功率的限制,可以通過增減逆變電源的數(shù)量靈活地控制逆變器的輸出容量,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的冗余供電。但是,如果并聯(lián)逆變單元中,各模塊輸出的電壓向量不等則會(huì)導(dǎo)致模塊間形成環(huán)流,使逆變器中各模塊超載運(yùn)行,嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致并聯(lián)系統(tǒng)癱瘓。因此,逆變器并聯(lián)技術(shù)的研究對(duì)我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大的促進(jìn)作用。本論文首先對(duì)三相逆變器的控制結(jié)構(gòu)及其數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析,為了使逆變器系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能得到提高,在逆變器數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了基于電容電壓、電感電流的雙閉環(huán)調(diào)節(jié)器。以單臺(tái)逆變器為基礎(chǔ),給出了兩臺(tái)逆變器并聯(lián)的等效電路圖,分析了逆變器并聯(lián)系統(tǒng)存在的功率均分、環(huán)流等問題,介紹解決環(huán)流問題的傳統(tǒng)方法——下垂控制;通過對(duì)傳統(tǒng)下垂控制的固有局限性進(jìn)行分析,提出了解耦下垂控制,這種解耦下垂控制屬于負(fù)反饋,加快了并聯(lián)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,提高了并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性;并在此基礎(chǔ)上增加了自適應(yīng)下垂系數(shù),使得下垂系數(shù)能夠根據(jù)負(fù)載的變化而自動(dòng)的調(diào)節(jié),從而使各逆變器能夠?qū)崿F(xiàn)功率均分,減少系統(tǒng)環(huán)流。最后在MATLAB/Simulink環(huán)境下搭建了新型下垂控制的光伏逆變器并聯(lián)系統(tǒng)模型,并對(duì)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分進(jìn)行了具體設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果驗(yàn)證了新型解耦下垂控制策略可以改善逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的電壓質(zhì)量,減小并聯(lián)系統(tǒng)的環(huán)流,實(shí)現(xiàn)并聯(lián)系統(tǒng)的功率均分,提高并聯(lián)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。
[Abstract]:Inverter is the core device in photovoltaic power generation system. It converts the direct current generated by solar energy into the alternating current that we need. Due to the increase of the expansibility and reliability of photovoltaic power generation system and the demand of high power load, the inverter is the key component of photovoltaic power generation system. A single inverter can no longer meet the requirements. The parallel operation of the inverter eliminates the limitation of the switching power of the single inverter, and the output capacity of the inverter can be flexibly controlled by increasing or decreasing the number of inverter power sources, and the redundant power supply of the system can be realized. However, if the output voltage vectors of each module in the parallel inverter unit are not equal, the circulation between the modules will be formed, which will cause the operation of each module in the inverter to overload, which will lead to the paralysis of the parallel system in serious cases. Therefore, the research of inverter parallel technology plays an important role in the development of photovoltaic industry in China. In this paper, the control structure and mathematical model of the three-phase inverter are analyzed. In order to improve the dynamic performance of the inverter system, the capacitor voltage is designed based on the mathematical model of the inverter. Double closed loop regulator for inductive current. Based on a single inverter, the equivalent circuit diagram of two parallel inverters is given. The problems of power equalization and circulation in parallel inverter system are analyzed. The traditional method to solve the circulation problem, droop control, is introduced. By analyzing the inherent limitation of the traditional droop control, the decoupling droop control is proposed, which belongs to the negative feedback, accelerates the dynamic performance of the parallel system and improves the stability of the parallel system. On this basis, the adaptive sag coefficient is added, so that the sag coefficient can be adjusted automatically according to the load variation, so that the inverter can achieve power equalization and reduce the circulation of the system. Finally, a new model of photovoltaic inverter parallel system with droop control is built in MATLAB/Simulink environment, and the hardware and software parts of the parallel inverter system are designed in detail. The simulation results show that the new decoupling droop control strategy can improve the voltage quality of the inverter parallel system, reduce the circulation of the parallel system, realize the power sharing of the parallel system, and improve the dynamic performance of the parallel system.
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM464;TM615

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本文編號(hào)：2381474