【摘要】：近年來,隨著可再生能源的大力發(fā)展,光伏發(fā)電開始由補充能源向替代能源過渡,光伏電站的容量也日益增大。然而,光伏電站中光伏逆變器控制系統(tǒng)的數(shù)字控制延時,會使得系統(tǒng)的控制性能降低甚至出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象,從而限制并網(wǎng)光伏電站容量的擴展。因此,本文基于國家自然科學基金課題“大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)諧振機理及抑制策略研究(51477021)”,以大容量光伏電站的穩(wěn)定并網(wǎng)運行為目標,深入研究光伏并網(wǎng)逆變器數(shù)字控制延時對大容量光伏電站穩(wěn)定性的影響,并探討針對數(shù)字控制延時的并網(wǎng)逆變器控制方法,對于大容量光伏電站的設(shè)計和穩(wěn)定并網(wǎng)運行具有一定的理論研究價值和工程實際意義。基于對大容量光伏并網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)結(jié)構(gòu)的比較分析,針對光伏逆變器普遍采用數(shù)字控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀,首次在考慮光伏逆變器控制系統(tǒng)中數(shù)字控制延時的情況下,建立了大容量光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的諾頓等效模型。根據(jù)所建立的系統(tǒng)模型,探究了數(shù)字控制延時對大容量光伏并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)等效阻抗會引起光伏并網(wǎng)逆變器數(shù)控延時的相互耦合,從而導致大容量光伏并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性降低,且數(shù)字控制延時值越大,穩(wěn)定性降低越顯著。該研究將數(shù)字控制延時對并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響分析從單逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)拓展到多逆變器并網(wǎng)系統(tǒng),突破了目前僅從單逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)研究數(shù)字控制延時對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的局限性,從而實現(xiàn)了對數(shù)字控制延時對并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的整體把握,為數(shù)字控制延時影響的進一步研究奠定了基礎(chǔ)。光伏逆變器中的數(shù)字控制延時會影響大容量光伏電站的穩(wěn)定性,而大容量光伏電站的穩(wěn)定性又直接關(guān)系到其穩(wěn)定并網(wǎng)的容量,因此基于大容量光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的等效模型,利用根軌跡法研究了數(shù)字控制延時對系統(tǒng)穩(wěn)定并網(wǎng)容量的影響。其中的研究結(jié)果表明,大容量光伏電站穩(wěn)定并網(wǎng)的容量將隨著逆變器中延時的增加而降低,而具有更小延時的逆變器的接入會使得原系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到提高,進而能夠擴大系統(tǒng)穩(wěn)定并網(wǎng)容量的上限,且原系統(tǒng)中所具有的逆變器數(shù)目越少或是逆變器延時值越大,擴大作用越明顯;此外,當具有多延時值逆變器的系統(tǒng)中延時較小的逆變器的數(shù)目比例更高時,系統(tǒng)能獲得更大的穩(wěn)定性,從而能夠擁有更大的可擴展容量。研究中有關(guān)不同延時情況下大容量光伏電站穩(wěn)定并網(wǎng)容量的討論和確定,為大容量光伏電站設(shè)計和擴建過程中電站容量的確定,及考慮數(shù)字控制延時不同的光伏逆變器成本不同和電站容量確定的情況下,電站中不同延時光伏逆變器的搭配和數(shù)目選擇提供了參考,有利于大容量光伏電站經(jīng)濟效益的提高。為了減小數(shù)字控制延時對大容量光伏并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,提升大容量光伏電站穩(wěn)定并網(wǎng)的容量,本文提出了一種基于遞歸無限長單位沖擊響應(yīng)濾波器原理的新型電容電流反饋回路。該方法利用數(shù)字濾波器的準確線性相位特性去逼近所需要的延時補償性能,以達到擴大并網(wǎng)逆變器有效阻尼區(qū)域的目的,使得系統(tǒng)在數(shù)字控制延時存在以及系統(tǒng)可能諧振頻率范圍增大的情況下,仍能夠具有足夠大的有效阻尼區(qū)域,進而確保了并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的穩(wěn)定性和對電網(wǎng)阻抗變化的高魯棒性。與采用傳統(tǒng)電容電流反饋回路的大容量光伏電站相比,采用新型電容電流反饋回路的大容量光伏電站的穩(wěn)定并網(wǎng)容量提升了一半多,說明新型電容電流反饋回路能夠有效降低逆變器中數(shù)字控制延時對大容量光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的影響,進而提高了大容量光伏電站的并網(wǎng)穩(wěn)定性,有利于光伏電站大容量規(guī)�；陌l(fā)展。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM464

【參考文獻】

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本文編號：2680275