分布式光伏電站逆變器效率與穩(wěn)定性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-19 15:04
在能源枯竭與環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重的今天,光伏利用成為世界各國(guó)爭(zhēng)相發(fā)展的熱點(diǎn),而提高光伏發(fā)電效率以及增強(qiáng)光伏并網(wǎng)逆變器穩(wěn)定性則成為了制約光伏發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵因素。本文以單相光伏并網(wǎng)逆變器為研究對(duì)象,對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器發(fā)電效率以及并網(wǎng)逆變器穩(wěn)定性進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究。首先,本文從電路硬件角度對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行了詳細(xì)分析,其次,本文針對(duì)MPPT算法中擾動(dòng)觀察法在穩(wěn)態(tài)時(shí)候容易在MPP點(diǎn)處震蕩以及步長(zhǎng)固定后無(wú)法調(diào)整等缺點(diǎn),提出一種算法的優(yōu)化改進(jìn),將模糊控制器引入算法中,仿真分析表明,相比較傳統(tǒng)的擾動(dòng)觀察法,在外部溫度和光照強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí),改進(jìn)的擾動(dòng)觀察法穩(wěn)定性較好,追蹤速率有所提高,能較好的追蹤光伏最大功率。此外,LCL型濾波器具有體積小,濾波性能好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于光伏并網(wǎng)逆變器中。但由于LCL型濾波器在諧振點(diǎn)處存在諧振尖峰,因此會(huì)對(duì)并網(wǎng)逆變器的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。針對(duì)LCL型并網(wǎng)逆變器的穩(wěn)定性問(wèn)題,本文提出了基于濾波電容電壓的環(huán)路反饋的有源阻尼方案,以此來(lái)抑制LCL濾波器的諧振尖峰。在弱電網(wǎng)條件下,由于電網(wǎng)阻抗的存在,會(huì)導(dǎo)致LCL型濾波器諧振頻率往低頻方向移動(dòng),導(dǎo)致并網(wǎng)逆變器的穩(wěn)定裕...
【文章來(lái)源】:湖北民族大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 分布式光伏電站結(jié)構(gòu)和功能介紹
1.1.1 分布式光伏發(fā)電情況概述
1.1.2 常見(jiàn)分布式光伏電站結(jié)構(gòu)
1.1.3 功能需求
1.2 光伏最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)技術(shù)介紹
1.2.1 MPPT控制技術(shù)產(chǎn)生背景
1.2.2 MPPT控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 基于濾波器的并網(wǎng)穩(wěn)定技術(shù)介紹
1.3.1 濾波器基本類別及特點(diǎn)
1.3.2 LCL濾波器控制方法研究現(xiàn)狀
1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 分布式光伏逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究
2.1 分布式光伏逆變器分類介紹
2.1.1 按功率變化等級(jí)分類逆變器
2.1.2 按有無(wú)變壓器分類逆變器
2.2 常用分布式光伏逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析
2.2.1 非隔離型逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析
2.2.2 隔離型逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析
2.3 幾種逆變器結(jié)構(gòu)比較
2.4 本章小結(jié)
第3章 基于改進(jìn)MPPT算法的逆變器效率性研究
3.1 光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型和特性分析
3.1.1 光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型
3.1.2 光伏電池特性分析
3.2 MPPT現(xiàn)有的控制方法分析
3.2.1 恒電壓控制法
3.2.2 增量電導(dǎo)法
3.2.3 擾動(dòng)觀察法
3.3 基于擾動(dòng)觀察法的光伏MPPT改進(jìn)算法
3.3.1 改進(jìn)型光伏MPPT算法原理
3.3.2 模糊控制器設(shè)計(jì)
3.3.3 傳統(tǒng)方法和改進(jìn)方法仿真對(duì)比分析
3.4 本章總結(jié)
第4章 弱電網(wǎng)環(huán)境下LCL并網(wǎng)逆變器穩(wěn)定性研究
4.1 并網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及其分析
4.1.1 主電路拓?fù)?br> 4.1.2 LCL濾波器數(shù)學(xué)模型
4.1.3 LCL型并網(wǎng)逆變器傳遞函數(shù)
4.2 LCL型并網(wǎng)逆變器阻尼策略
4.2.1 LCL型并網(wǎng)逆變器特性分析
4.2.2 無(wú)源阻尼法
4.2.3 基于電容電壓反饋的有源阻尼法
4.3 弱電網(wǎng)條件下基于虛擬電網(wǎng)電阻的PIR改進(jìn)控制策略
4.3.1 弱電網(wǎng)條件諧振機(jī)理分析
4.3.2 基于虛擬電網(wǎng)電阻的增強(qiáng)控制
4.3.3 外環(huán)控制器選擇
4.4 仿真驗(yàn)證分析
4.4.1 強(qiáng)電網(wǎng)下傳統(tǒng)雙環(huán)控制策略仿真驗(yàn)證
4.4.2 弱電網(wǎng)條件下傳統(tǒng)方法和改進(jìn)策略仿真驗(yàn)證
4.4.3 仿真對(duì)比分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹
5.2 傳統(tǒng)雙環(huán)控制策略強(qiáng)電網(wǎng)下驗(yàn)證
5.3 改進(jìn)控制策略和傳統(tǒng)控制策略弱電網(wǎng)下對(duì)比驗(yàn)證
5.3.1 傳統(tǒng)PI控制策略弱電網(wǎng)下運(yùn)行情況
5.3.2 基于虛擬電網(wǎng)電阻的改進(jìn)PIR控制弱電網(wǎng)下運(yùn)行情況
5.3.3 對(duì)比分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)及展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 工作不足和展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于粒子群算法的逆變器側(cè)電流反饋的LCL濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 曾麟,單周平,陳宏,劉瀟瀟,萬(wàn)全,董晉喜,徐勇. 南方電網(wǎng)技術(shù). 2019(02)
[2]基于擾動(dòng)觀察法的光伏MPPT改進(jìn)算法[J]. 鄂翔宇,譚建軍,鄒蕾,鄭建鄂,宋池. 湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(04)
[3]基于復(fù)合控制的LCL型并網(wǎng)逆變器研究[J]. 姚建雙,張輝,支娜,張凱濤. 電力電子技術(shù). 2018(07)
[4]降低諧振頻率偏差和電網(wǎng)阻抗影響的單逆變器電流反饋諧振抑制方法[J]. 周樂(lè)明,楊苓,陳燕東,呂志鵬,周小平,羅安,伍文華,何志興,晏奎. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(15)
[5]弱電網(wǎng)下LCL型并網(wǎng)逆變器單閉環(huán)控制參數(shù)設(shè)計(jì)[J]. 任明煒,張雨. 電力電子技術(shù). 2018(05)
[6]弱電網(wǎng)下鎖相環(huán)對(duì)三相LCL型并網(wǎng)逆變器小擾動(dòng)建模影響及穩(wěn)定性分析[J]. 楊苓,陳燕東,周樂(lè)明,陳智勇,周小平,伍文華,黃旭程,謝志為,羅安. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(13)
[7]光伏發(fā)電跟蹤最大功率優(yōu)化控制研究[J]. 張曉慶,鄭恩讓. 計(jì)算機(jī)仿真. 2017(10)
[8]弱電網(wǎng)條件下LCL型并網(wǎng)逆變器諧振前饋控制策略研究[J]. 徐飛,湯雨,谷偉. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(18)
[9]LCL型并網(wǎng)逆變器的魯棒并網(wǎng)電流反饋有源阻尼控制方法[J]. 周樂(lè)明,羅安,陳燕東,周小平,李鳴慎,匡慧敏. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(10)
[10]復(fù)合諧振型雙向全橋DC/DC變換器[J]. 施惠,戴欣. 太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報(bào). 2015(05)
碩士論文
[1]基于虛擬同步機(jī)控制的LCL型并網(wǎng)逆變器的研究[D]. 湯錦慧.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[2]光伏發(fā)電并網(wǎng)與微網(wǎng)運(yùn)行控制仿真研究[D]. 楊文杰.西南交通大學(xué) 2010
本文編號(hào):3290913
【文章來(lái)源】:湖北民族大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 分布式光伏電站結(jié)構(gòu)和功能介紹
1.1.1 分布式光伏發(fā)電情況概述
1.1.2 常見(jiàn)分布式光伏電站結(jié)構(gòu)
1.1.3 功能需求
1.2 光伏最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)技術(shù)介紹
1.2.1 MPPT控制技術(shù)產(chǎn)生背景
1.2.2 MPPT控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 基于濾波器的并網(wǎng)穩(wěn)定技術(shù)介紹
1.3.1 濾波器基本類別及特點(diǎn)
1.3.2 LCL濾波器控制方法研究現(xiàn)狀
1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 分布式光伏逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究
2.1 分布式光伏逆變器分類介紹
2.1.1 按功率變化等級(jí)分類逆變器
2.1.2 按有無(wú)變壓器分類逆變器
2.2 常用分布式光伏逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析
2.2.1 非隔離型逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析
2.2.2 隔離型逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析
2.3 幾種逆變器結(jié)構(gòu)比較
2.4 本章小結(jié)
第3章 基于改進(jìn)MPPT算法的逆變器效率性研究
3.1 光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型和特性分析
3.1.1 光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型
3.1.2 光伏電池特性分析
3.2 MPPT現(xiàn)有的控制方法分析
3.2.1 恒電壓控制法
3.2.2 增量電導(dǎo)法
3.2.3 擾動(dòng)觀察法
3.3 基于擾動(dòng)觀察法的光伏MPPT改進(jìn)算法
3.3.1 改進(jìn)型光伏MPPT算法原理
3.3.2 模糊控制器設(shè)計(jì)
3.3.3 傳統(tǒng)方法和改進(jìn)方法仿真對(duì)比分析
3.4 本章總結(jié)
第4章 弱電網(wǎng)環(huán)境下LCL并網(wǎng)逆變器穩(wěn)定性研究
4.1 并網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及其分析
4.1.1 主電路拓?fù)?br> 4.1.2 LCL濾波器數(shù)學(xué)模型
4.1.3 LCL型并網(wǎng)逆變器傳遞函數(shù)
4.2 LCL型并網(wǎng)逆變器阻尼策略
4.2.1 LCL型并網(wǎng)逆變器特性分析
4.2.2 無(wú)源阻尼法
4.2.3 基于電容電壓反饋的有源阻尼法
4.3 弱電網(wǎng)條件下基于虛擬電網(wǎng)電阻的PIR改進(jìn)控制策略
4.3.1 弱電網(wǎng)條件諧振機(jī)理分析
4.3.2 基于虛擬電網(wǎng)電阻的增強(qiáng)控制
4.3.3 外環(huán)控制器選擇
4.4 仿真驗(yàn)證分析
4.4.1 強(qiáng)電網(wǎng)下傳統(tǒng)雙環(huán)控制策略仿真驗(yàn)證
4.4.2 弱電網(wǎng)條件下傳統(tǒng)方法和改進(jìn)策略仿真驗(yàn)證
4.4.3 仿真對(duì)比分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹
5.2 傳統(tǒng)雙環(huán)控制策略強(qiáng)電網(wǎng)下驗(yàn)證
5.3 改進(jìn)控制策略和傳統(tǒng)控制策略弱電網(wǎng)下對(duì)比驗(yàn)證
5.3.1 傳統(tǒng)PI控制策略弱電網(wǎng)下運(yùn)行情況
5.3.2 基于虛擬電網(wǎng)電阻的改進(jìn)PIR控制弱電網(wǎng)下運(yùn)行情況
5.3.3 對(duì)比分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)及展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 工作不足和展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于粒子群算法的逆變器側(cè)電流反饋的LCL濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 曾麟,單周平,陳宏,劉瀟瀟,萬(wàn)全,董晉喜,徐勇. 南方電網(wǎng)技術(shù). 2019(02)
[2]基于擾動(dòng)觀察法的光伏MPPT改進(jìn)算法[J]. 鄂翔宇,譚建軍,鄒蕾,鄭建鄂,宋池. 湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(04)
[3]基于復(fù)合控制的LCL型并網(wǎng)逆變器研究[J]. 姚建雙,張輝,支娜,張凱濤. 電力電子技術(shù). 2018(07)
[4]降低諧振頻率偏差和電網(wǎng)阻抗影響的單逆變器電流反饋諧振抑制方法[J]. 周樂(lè)明,楊苓,陳燕東,呂志鵬,周小平,羅安,伍文華,何志興,晏奎. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(15)
[5]弱電網(wǎng)下LCL型并網(wǎng)逆變器單閉環(huán)控制參數(shù)設(shè)計(jì)[J]. 任明煒,張雨. 電力電子技術(shù). 2018(05)
[6]弱電網(wǎng)下鎖相環(huán)對(duì)三相LCL型并網(wǎng)逆變器小擾動(dòng)建模影響及穩(wěn)定性分析[J]. 楊苓,陳燕東,周樂(lè)明,陳智勇,周小平,伍文華,黃旭程,謝志為,羅安. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(13)
[7]光伏發(fā)電跟蹤最大功率優(yōu)化控制研究[J]. 張曉慶,鄭恩讓. 計(jì)算機(jī)仿真. 2017(10)
[8]弱電網(wǎng)條件下LCL型并網(wǎng)逆變器諧振前饋控制策略研究[J]. 徐飛,湯雨,谷偉. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(18)
[9]LCL型并網(wǎng)逆變器的魯棒并網(wǎng)電流反饋有源阻尼控制方法[J]. 周樂(lè)明,羅安,陳燕東,周小平,李鳴慎,匡慧敏. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(10)
[10]復(fù)合諧振型雙向全橋DC/DC變換器[J]. 施惠,戴欣. 太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報(bào). 2015(05)
碩士論文
[1]基于虛擬同步機(jī)控制的LCL型并網(wǎng)逆變器的研究[D]. 湯錦慧.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[2]光伏發(fā)電并網(wǎng)與微網(wǎng)運(yùn)行控制仿真研究[D]. 楊文杰.西南交通大學(xué) 2010
本文編號(hào):3290913
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