本文關(guān)鍵詞：三相光儲(chǔ)發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)及低電壓穿越控制策略研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著環(huán)境污染及全球變暖問題日益嚴(yán)重,以光伏發(fā)電為代表的可再生能源發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速。光伏發(fā)電通常具有間歇性和波動(dòng)性,為了提高能源利用率,采用光伏和儲(chǔ)能組成的三相光儲(chǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),既能避免光伏發(fā)電的功率波動(dòng)問題又可以最大限度地利用太陽能,因此受到廣泛關(guān)注。隨著光伏電源滲透率不斷增加,在局部配電網(wǎng)中,光伏并網(wǎng)系統(tǒng)與配電網(wǎng)交互影響。當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí),為減輕光伏系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響及提高并網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部穩(wěn)定性,需使并網(wǎng)系統(tǒng)不脫網(wǎng)運(yùn)行。因此,各個(gè)國(guó)家都對(duì)光伏發(fā)電提出低電壓穿越要求。本文基于三相光儲(chǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),搭建仿真模型,分析其在配電網(wǎng)正常運(yùn)行和故障運(yùn)行情況下的控制策略,要求在配電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)滿足電網(wǎng)調(diào)度要求,故障運(yùn)行時(shí)滿足低電壓穿越要求。針對(duì)三相光儲(chǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),分析其重要組成部分光伏發(fā)電單元和儲(chǔ)能單元結(jié)構(gòu)特性。首先基于光伏電池模型分析幾種常見的MPPT控制方法,提出基于PI調(diào)節(jié)的電導(dǎo)增量法(INC-PI),通過仿真不同環(huán)境條件下光伏系統(tǒng)追蹤效果驗(yàn)證其可行性。其次,分析超級(jí)電容和鋰電池的特性及優(yōu)缺點(diǎn)并選用鋰電池作為三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能元件;介紹DC-DC變換器控制方式并通過仿真驗(yàn)證各控制方式的可行性,為三相光儲(chǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在多種模式下的運(yùn)行控制提供理論基礎(chǔ)。針對(duì)光儲(chǔ)發(fā)電系統(tǒng)中與配電網(wǎng)連接的并網(wǎng)逆變器,首先基于配電網(wǎng)正常情況下的數(shù)學(xué)模型研究三相光儲(chǔ)并網(wǎng)逆變器控制策略;其次根據(jù)功率平衡理論,提出三相光儲(chǔ)發(fā)電系統(tǒng)在配電網(wǎng)正常情況下的協(xié)調(diào)控制策略;最后仿真驗(yàn)證提出協(xié)調(diào)控制策略的可行性。針對(duì)故障情況下并網(wǎng)逆變器鎖相環(huán)失效現(xiàn)象,首先比較不同鎖相環(huán)控制策略的優(yōu)缺點(diǎn),基于延時(shí)濾波器(DSC)的控制方式在鎖相和電網(wǎng)電壓正序分量幅值檢測(cè)方面的優(yōu)勢(shì)采用級(jí)聯(lián)延時(shí)濾波鎖相環(huán)(CDSC-PLL)的控制策略。其次,基于配電網(wǎng)故障情況下并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型,提出并網(wǎng)逆變器的控制策略。該控制策略以抑制并網(wǎng)電流負(fù)序分量為控制目標(biāo),能夠限制并網(wǎng)電流幅值及提供無功補(bǔ)償。最后,基于三相光儲(chǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),仿真驗(yàn)證在配電網(wǎng)發(fā)生對(duì)稱故障和不對(duì)稱故障情況下所提出并網(wǎng)逆變器控制策略的可行性。基于三相光儲(chǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),搭建三相光儲(chǔ)并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。首先,對(duì)系統(tǒng)主電路參數(shù)及控制系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行設(shè)計(jì);其次,對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行采樣校準(zhǔn)和鎖相環(huán)測(cè)試并進(jìn)行并網(wǎng)逆變器單位功率因數(shù)并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)和三相光儲(chǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)可調(diào)度實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證三相光儲(chǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)在配電網(wǎng)正常情況下具有可調(diào)度能力;最后,進(jìn)行配電網(wǎng)故障情況下三相光儲(chǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)低電壓穿越實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證三相光儲(chǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)在配電網(wǎng)故障情況下具有低電壓穿越能力。
【關(guān)鍵詞】：三相光儲(chǔ)并網(wǎng)發(fā)電 鋰電池 并網(wǎng)逆變器 故障穿越
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM615;TM464
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 選題背景及研究意義10-11
• 1.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電及儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀13
• 1.3 光伏低電壓穿越概述13-15
• 1.3.1 光伏發(fā)電低電壓穿越要求13-14
• 1.3.2 光伏低電壓穿越研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 本文的主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)15-18
• 第二章 光伏與儲(chǔ)能單元結(jié)構(gòu)及控制策略18-38
• 2.1 三相光儲(chǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)18
• 2.2 光伏單元組成與特性18-21
• 2.3 光伏最大功率追蹤（MPPT）方法21-28
• 2.3.1 MPPT方法綜述21-25
• 2.3.2 基于PI調(diào)節(jié)的電導(dǎo)增量法（INC-PI）25-28
• 2.4 儲(chǔ)能單元組成與特性28-31
• 2.5 雙向DC-DC控制器設(shè)計(jì)31-36
• 2.5.1 雙向DC-DC變換器工作原理31-32
• 2.5.2 雙向DC-DC變換器控制策略32-34
• 2.5.3 仿真分析34-36
• 2.6 本章小結(jié)36-38
• 第三章 配電網(wǎng)正常情況下三相光儲(chǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略38-50
• 3.1 配電網(wǎng)正常運(yùn)行情況下并網(wǎng)逆變器數(shù)學(xué)模型38-40
• 3.2 并網(wǎng)逆變器控制策略40-43
• 3.3 三相光儲(chǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分析及控制策略43-45
• 3.4 三相光儲(chǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)仿真45-48
• 3.4.1 光伏發(fā)電單元輸出功率波動(dòng)并網(wǎng)發(fā)電仿真45-47
• 3.4.2 電網(wǎng)調(diào)度變化時(shí)光儲(chǔ)并網(wǎng)發(fā)電仿真47-48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 第四章 配電網(wǎng)故障情況下并網(wǎng)逆變器控制策略50-76
• 4.1 電網(wǎng)故障特征50-51
• 4.2 配電網(wǎng)故障情況下鎖相環(huán)設(shè)計(jì)51-62
• 4.2.1 鎖相環(huán)基本結(jié)構(gòu)52
• 4.2.2 配電網(wǎng)故障情況下鎖相環(huán)控制策略52-58
• 4.2.3 故障情況下不同鎖相環(huán)仿真對(duì)比58-62
• 4.3 并網(wǎng)逆變器低電壓穿越控制策略62-69
• 4.3.1 不對(duì)稱故障情況下并網(wǎng)逆變器數(shù)學(xué)模型62-64
• 4.3.2 故障情況下并網(wǎng)逆變器控制目標(biāo)分析64-65
• 4.3.3 不同控制目標(biāo)下電流控制參考值選取65-68
• 4.3.4 并網(wǎng)逆變器無功控制及電流限幅策略68-69
• 4.4 三相光儲(chǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)故障穿越仿真69-74
• 4.4.1 對(duì)稱故障仿真分析70-72
• 4.4.2 不對(duì)稱故障仿真分析72-74
• 4.5 本章小結(jié)74-76
• 第五章 三相光儲(chǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開發(fā)76-98
• 5.1 主電路參數(shù)選取76-80
• 5.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)80-84
• 5.2.1 總體結(jié)構(gòu)80-81
• 5.2.2 硬件電路設(shè)計(jì)81-84
• 5.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)84-88
• 5.3.1 主程序設(shè)計(jì)84-85
• 5.3.2 ePWM模塊設(shè)置85-86
• 5.3.3 子程序設(shè)計(jì)86-88
• 5.4 三相光儲(chǔ)并網(wǎng)發(fā)電平臺(tái)測(cè)試與實(shí)驗(yàn)88-96
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)方案90-91
• 5.4.2 平臺(tái)測(cè)試實(shí)驗(yàn)91-93
• 5.4.3 配電網(wǎng)正常情況下三相光儲(chǔ)發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)93-94
• 5.4.4 配電網(wǎng)故障情況下三相光儲(chǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)94-96
• 5.5 本章小結(jié)96-98
• 第六章 總結(jié)與展望98-100
• 6.1 總結(jié)98-99
• 6.2 展望99-100
• 參考文獻(xiàn)100-106
• 致謝106-108
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文108

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