【摘要】：光伏并網(wǎng)發(fā)電作為太陽能利用的重要形式之一,其推廣應(yīng)用具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。為了提高發(fā)電質(zhì)量,目前三電平變換器仍為光伏并網(wǎng)變換器的主流。本文以非理想電網(wǎng)條件下三電平光伏并網(wǎng)變換器的控制作為研究對(duì)象,深入研究了三電平光伏并網(wǎng)變換器的關(guān)鍵技術(shù)及其不平衡控制策略。非理想電網(wǎng)條件下基波相位及基波正負(fù)序分量的準(zhǔn)確提取是實(shí)現(xiàn)三電平光伏并網(wǎng)變換器不平衡控制策略的基礎(chǔ)。本文在研究基于自適應(yīng)陷波濾波器(adaptive notch filter,ANF)鎖相方法的基礎(chǔ)上,針對(duì)其鎖相性能受直流偏移和諧波的影響,分別提出了基于改進(jìn)自適應(yīng)陷波濾波器和基于滑動(dòng)平均-自適應(yīng)陷波濾波器的鎖相方法,實(shí)現(xiàn)了直流偏移和諧波次數(shù)未知情況下的準(zhǔn)確鎖相。研究了基于雙二階廣義積分器-鎖頻環(huán)(dual second order general integrator-frequency locked loop,DSOG-FLL)的基波正負(fù)序提取方法,并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn),實(shí)現(xiàn)了諧波次數(shù)未知情況下基波正負(fù)序分量的快速準(zhǔn)確提取。對(duì)所提改進(jìn)方法進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證了所提方法的有效性。深入分析了三電平光伏并網(wǎng)變換器的中點(diǎn)電位不平衡問題,通過研究各基本矢量對(duì)中點(diǎn)電位造成的不同影響,提出了基于矢量置換與平衡因子相結(jié)合的三電平中點(diǎn)電位平衡算法,在充分考慮各基本矢量有利于中點(diǎn)電位平衡的情況下結(jié)合平衡因子的有效控制,實(shí)現(xiàn)了中點(diǎn)電位的動(dòng)態(tài)平衡,通過仿真驗(yàn)證了中點(diǎn)電位平衡控制的有效性。針對(duì)電網(wǎng)不平衡時(shí)三電平光伏并網(wǎng)變換器交流側(cè)的負(fù)序電流和直流側(cè)電壓的二倍頻波動(dòng),分別提出了電網(wǎng)不平衡條件下抑制交流側(cè)負(fù)序電流和抑制直流側(cè)電壓二次紋波的控制策略,有效實(shí)現(xiàn)了不平衡電網(wǎng)條件下三電平光伏并網(wǎng)變換器的高性能運(yùn)行,并通過仿真驗(yàn)證了所提控制策略的有效性。為降低成本、提高系統(tǒng)魯棒性,引入虛擬電網(wǎng)磁鏈,并提出了基于DSOGI-FLL的虛擬電網(wǎng)磁鏈觀測(cè)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)不平衡條件下虛擬電網(wǎng)磁鏈正負(fù)序分量的快速準(zhǔn)確提取。應(yīng)用虛擬電網(wǎng)磁鏈觀測(cè)技術(shù),提出了電網(wǎng)不平衡條件下三電平光伏并網(wǎng)變換器無電網(wǎng)電壓傳感器的不平衡控制策略,并通過仿真驗(yàn)證了所提控制策略的有效性。
[Abstract]:Grid-connected photovoltaic power generation as one of the important forms of solar energy utilization, its application has great practical significance. In order to improve generation quality, three-level converters are still the mainstream of PV grid-connected converters. In this paper, the key technology of three-level photovoltaic grid-connected converter and its unbalanced control strategy are studied in detail, taking the control of three-level photovoltaic grid-connected converter as the research object. The accurate extraction of the fundamental phase and the positive and negative sequence components of the fundamental wave is the basis of the unbalanced control strategy for the three-level photovoltaic grid-connected converter. In this paper, based on the study of the phase-locking method based on adaptive notch filter (adaptive notch filter,ANF), the phase-locking property can be affected by DC migration and harmonics. The phase-locking methods based on improved adaptive notch filter and sliding average adaptive notch filter are proposed respectively. The accurate phase-locked method is realized when the DC offset and harmonic frequency are unknown. In this paper, the method of extracting fundamental positive and negative sequence based on (dual second order general integrator-frequency locked loop,DSOG-FLL (double second order Generalized Integrator) is studied and improved. The fast and accurate extraction of the positive and negative sequence components of the fundamental wave is realized when the harmonic frequency is unknown. The effectiveness of the proposed method is verified by simulation and experimental research. In this paper, the unbalanced neutral point potential of three-level photovoltaic grid-connected converter is deeply analyzed, and the different effects of each basic vector on the neutral point potential are studied. A three-level neutral-point potential balance algorithm based on vector permutation and balance factor is proposed, which combines the effective control of the equilibrium factor with the full consideration of each basic vector in favor of the neutral-point potential balance. The dynamic equilibrium of midpoint potential is realized, and the effectiveness of the control is verified by simulation. Aiming at the double frequency fluctuation of negative sequence current and DC side voltage in AC side of three-level photovoltaic grid-connected converter when the power grid is unbalanced, The control strategies of suppressing the negative sequence current on the AC side and the secondary ripple of the DC side voltage under the unbalanced power grid are proposed respectively. The high performance operation of the three-level photovoltaic grid-connected converter is realized effectively under the unbalanced power grid condition. The effectiveness of the proposed control strategy is verified by simulation. In order to reduce the cost and improve the robustness of the system, the virtual grid flux is introduced, and the observation technology of the virtual grid flux based on DSOGI-FLL is proposed, which realizes the fast and accurate extraction of the positive and negative sequence components of the virtual grid flux under the condition of unbalanced power grid. The unbalanced control strategy of three-level photovoltaic grid-connected converter without grid voltage sensor is proposed by using the virtual grid flux observation technique. The effectiveness of the proposed control strategy is verified by simulation.
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM46;TM615

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本文編號(hào)：2373282