【摘要】：作為清潔能源中的典型代表,光伏發(fā)電技術(shù)這幾年來取得了長足的進(jìn)步與發(fā)展。但隨著光伏發(fā)電總量的不斷提高,光伏電站對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的影響逐漸顯現(xiàn)。若大容量光伏電站在故障期間自動脫網(wǎng),則會造成電網(wǎng)頻率、電壓崩潰,給生產(chǎn)、生活帶來巨大損失。為將故障期間光伏電站對電網(wǎng)的不利影響降到最低,同時加快電網(wǎng)的自愈速度,我國制訂了相關(guān)的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),其中就包括零電壓穿越。所以對此展開研究對保障光伏電站及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行具有重要意義。本文在掌握光伏電池發(fā)電原理和輸出特性的基礎(chǔ)上,對最大功率點跟蹤算法、并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,以單級式并網(wǎng)逆變器為研究對象,建立了逆變器的數(shù)學(xué)模型,確定了并網(wǎng)控制策略,即電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)雙閉環(huán)控制,并進(jìn)行了仿真研究。仿真結(jié)果表明,擾動觀察法能夠快速、準(zhǔn)確搜尋到不同外界環(huán)境下光伏電池所對應(yīng)的最大功率點,雙閉環(huán)控制策略能夠確保逆變器將光伏電池發(fā)出的功率及時輸送到電網(wǎng),從而實現(xiàn)光伏并網(wǎng)。針對電網(wǎng)側(cè)對稱故障和非對稱故障時并網(wǎng)逆變器的響應(yīng)特性,分別從逆變器直流側(cè)電壓、并網(wǎng)電流、輸出功率三個方面進(jìn)行討論,分析了光伏電站在電網(wǎng)故障期間脫網(wǎng)的原因,即并網(wǎng)電流過大。并通過仿真實驗來驗證。根據(jù)零電壓穿越規(guī)定要求,將并網(wǎng)電流三相對稱、不過流、并按規(guī)定向電網(wǎng)注入無功電流作為控制目標(biāo),先后提出了直流電流控制、有限集預(yù)測控制和模型預(yù)測調(diào)制函數(shù)控制這三種零電壓穿越方法。直接電流控制方法引入雙電流閉環(huán)控制來實現(xiàn)對正、負(fù)序電流有功無功分量的解耦和對指令值的快速跟蹤;有限集預(yù)測控制方法通過建立故障期間逆變器的離散數(shù)學(xué)模型,引入價值函數(shù)對所有可能的開關(guān)狀態(tài)做評價來選取最終動作的開關(guān)狀態(tài);模型預(yù)測調(diào)制函數(shù)控制方法則在模型預(yù)測控制方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),對方差評價函數(shù)求導(dǎo)算出最小電流誤差調(diào)制函數(shù)并基于固定開關(guān)頻率的SPWM獲取逆變器的驅(qū)動信號。仿真結(jié)果表明,三種方法均能實現(xiàn)電網(wǎng)故障期間的零電壓穿越且滿足其規(guī)定要求。但相比于其它兩種方法,模型預(yù)測調(diào)制函數(shù)控制方法下的并網(wǎng)電流響應(yīng)速度最快、超調(diào)量和總諧波失真率更小,具有較好的控制效果。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM464;TM615

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本文編號：2546862