【摘要】：隨著我國工業(yè)化進程的推進,生產(chǎn)生活與能源短缺之間的矛盾日益尖銳。傳統(tǒng)化石能源不可再生且對環(huán)境污染嚴重,在我國將來的能源結(jié)構(gòu)中,太陽能占有重要的地位。光伏并網(wǎng)逆變器作為光伏電池與輸電網(wǎng)及用電負荷之間的接口,是光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分,對光伏并網(wǎng)逆變器的研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。電流源型光伏并網(wǎng)逆變器自身帶有升壓能力,可以減少電壓源型逆變器中的升壓環(huán)節(jié)和光伏組件的串聯(lián)數(shù)量,增加系統(tǒng)的可靠性。同時,電流型光伏并網(wǎng)逆變器也更適用于光伏組件從弱光到強光的利用場合。本文以三相電流型光伏并網(wǎng)逆變器為研究對象,對其應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)展開研究。本文分別在三相靜止abc坐標系、兩相靜止αβ坐標系和兩相同步旋轉(zhuǎn)dq坐標系下建立了三相電流型逆變器的數(shù)學模型。在此基礎(chǔ)上,為了研究三相電網(wǎng)電壓不對稱跌落情況下的低電壓穿越控制策略,根據(jù)瞬時功率理論,建立了不平衡電網(wǎng)條件下的三相電流型逆變器數(shù)學模型。分析了電流型逆變器的三值邏輯開關(guān)狀態(tài)和電流型空間矢量調(diào)制策略,設(shè)計了電流型逆變器交流側(cè)CL濾波器和直流側(cè)儲能電感,研究了CL濾波器的阻尼方法。研究了電流型光伏并網(wǎng)逆變器的最大功率點跟蹤控制策略和三相電流型逆變器閉環(huán)控制策略,并對網(wǎng)側(cè)電流內(nèi)環(huán)控制器參數(shù)進行設(shè)計。電流型逆變器的調(diào)制過程需要設(shè)置驅(qū)動信號重疊區(qū),防止因直流電流不連續(xù)引起直流電感兩端感生電動勢過高,進而擊壞功率開關(guān)器件。但是在逆變器的換向過程中,重疊區(qū)會造成矢量作用時間缺失,在逆變器輸出電流中引入額外的低次諧波。分析了一個基波周期內(nèi)矢量偏差情況,指出矢量偏差可以等效為一個疊加在輸出電流中的波形,確定了諧波含量與重疊時間的定量關(guān)系并提出一種重疊區(qū)補償方法,可有效抑制重疊區(qū)引入的額外低次諧波。仿真和實驗驗證了該補償方法的有效性。三相電流型并網(wǎng)逆變器是一種升壓型并網(wǎng)逆變器,要想對直流電流進行有效控制,需使交流線電壓高于直流電源電壓。但是當電網(wǎng)電壓嚴重跌落時,交流線電壓可能低于直流電源電壓,造成直流電流失控。經(jīng)過推導得出了三相電流型并網(wǎng)逆變器直流電流的穩(wěn)態(tài)工作區(qū),提出一種改進的三相電流型并網(wǎng)逆變器拓撲結(jié)構(gòu),并給出了相應(yīng)的低電壓穿越控制策略。對三相電網(wǎng)電壓對稱跌落和不對稱跌落分別進行了仿真和實驗,驗證了所提低電壓穿越方案的有效性。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM464
【圖文】：

圖 3-26 三相 CSI 實驗平臺Figure 3-26 Experimental platform of three phase CSI2 傳統(tǒng)控制策略仿真與實驗圖 3-27 為在 Matlab/Simulink 仿真平臺下對三相 CSI 運行情況的仿真結(jié)果流電流大小為 8A。由圖 3-27(a)可知，采用傳統(tǒng)的雙閉環(huán)控制策略時，三相側(cè)電流三相對稱且保持正弦，由圖 3-27(b)可知直流側(cè)電流保持恒定，且網(wǎng)網(wǎng)側(cè)電壓相位相同，保持單位功率因數(shù)運行。由如 3-27(c)可知，網(wǎng)側(cè)電流畸變(Total Harmonic Distortion, THD)為 2.74%，符合并網(wǎng)要求。圖 3-28 為傳統(tǒng)控制策略的三相 CSI 實驗結(jié)果，其中直流電流大小仍為 8-28(a)可知，直流電流保持恒定，并且網(wǎng)側(cè)電流保持正弦并與網(wǎng)側(cè)電壓保持因數(shù)。由圖 3-28(b)可知，網(wǎng)側(cè)電流中總諧波失真為 3.25%，滿足并網(wǎng)要求述，三相 CSI 采用傳統(tǒng)控制策略，直流電流恒定，網(wǎng)側(cè)電流畸變小，可實率因數(shù)運行，滿足并網(wǎng)要求。圖 3-28(c)為直流電流由 8A 階躍到 10A 時系

【參考文獻】

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本文編號：2739797