組串式光伏并網(wǎng)逆變器諧振特性及其抑制策略的研究.pdf

1、隨著光伏并網(wǎng)電站容量的不斷擴(kuò)大，組串式逆變器并聯(lián)入網(wǎng)結(jié)構(gòu)廣泛用于新能源發(fā)電系統(tǒng)中。然而，其非隔離型拓?fù)鋵?dǎo)致逆變器直接并聯(lián)時(shí)會(huì)建立電氣耦合;同時(shí)，輸出高階濾波器的并聯(lián)在系統(tǒng)中構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的高階電網(wǎng)絡(luò)，使得系統(tǒng)存在諧振風(fēng)險(xiǎn)，制約了大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。為此，本文針對(duì)組串式逆變器并聯(lián)系統(tǒng)諧振的問題，從可能導(dǎo)致并聯(lián)諧振的多方面出發(fā)，研究輸出濾波參數(shù)、控制參數(shù)、差模共?；芈?、電網(wǎng)阻抗特性等對(duì)組串式逆變器并聯(lián)諧振的影響，并針對(duì)各種不同諧振提出

2、相應(yīng)的抑制方案，為其在光伏系統(tǒng)中大規(guī)模應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。論文主要研究工作和創(chuàng)新如下:
　　1)針對(duì)LCL型組串式逆變器并聯(lián)諧振問題，在常規(guī)并聯(lián)小信號(hào)等效模型中，根據(jù)逆變器輸出相頻特性結(jié)合載波同步性對(duì)模型進(jìn)行修正，得出基于載波同步性的諧振分析模型，并研究濾波器參數(shù)、控制參數(shù)對(duì)諧振特性的影響。同時(shí)，提出統(tǒng)一的微分負(fù)反饋有源阻尼方案以及應(yīng)用多采樣技術(shù)，對(duì)諧振進(jìn)行抑制。另一方面，提出并采用“諧振穩(wěn)定裕度”對(duì)并聯(lián)逆變器系統(tǒng)諧振程度及諧振抑制有效

3、性進(jìn)行評(píng)估。
　　2)針對(duì)LC型組串式逆變器并聯(lián)諧振問題，在分析了LC型濾波高頻特性后，結(jié)合2臺(tái)并聯(lián)逆變器開關(guān)暫態(tài)得出并聯(lián)逆變器環(huán)流及特性?？紤]逆變器輸出寄生參數(shù)的影響，得出LC型逆變器并聯(lián)高頻諧振的特性，并概述了高頻諧振抑制方案。
　　3)針對(duì)電網(wǎng)阻抗特性導(dǎo)致的諧振的影響，分析并提出了“集中等效模型”，將電站中逆變器并聯(lián)臺(tái)數(shù)和輸出功率歸一集中至單臺(tái)等效模型。在此基礎(chǔ)上分析了電網(wǎng)特性及逆變器控制對(duì)4種不同濾波參數(shù)和濾波結(jié)構(gòu)的

4、逆變器的影響，并概述了相應(yīng)的諧波放大和諧振的抑制方案。
　　4)針對(duì)逆變器并聯(lián)共模諧振問題，建立了單逆變器共?；芈纷杩鼓Ｐ停治隽烁骰芈诽匦?。在此基礎(chǔ)上建立了并聯(lián)逆變器共?；芈纺Ｐ?，對(duì)比并聯(lián)和單臺(tái)共模回路的區(qū)別，并考慮了光伏陣列寄生電容等因素對(duì)共模回路影響及諧振的可能。
　　最后，搭建了4*20kW的組串式光伏并網(wǎng)逆變器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，分別對(duì)上述LCL型逆變器并聯(lián)諧振特性、LC型逆變器并聯(lián)諧振特性、電網(wǎng)阻抗特性對(duì)逆