帶有源濾波功能的三相光伏并網(wǎng)逆變器研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，能源問題和環(huán)境問題越來越受到關(guān)注。新能源在能源結(jié)構(gòu)中的作用變得更為重要，其中太陽能光伏發(fā)電具有諸多優(yōu)勢，具有良好的發(fā)展前景。然而，光伏發(fā)電系統(tǒng)只能在白天工作，而且受光照強(qiáng)度和氣溫的影響，其實(shí)際利用率很低，系統(tǒng)大部分時(shí)間處于閑置狀態(tài)。同時(shí)，大量非線性負(fù)載接入配電網(wǎng)，并產(chǎn)生大量諧波電流，影響電能質(zhì)量。本文將光伏發(fā)電系統(tǒng)和有源電力濾波器有機(jī)結(jié)合起來，對(duì)帶有源濾波功能的三相并網(wǎng)逆變器進(jìn)行分析研究，使得系統(tǒng)既能進(jìn)行光伏

2、發(fā)電，又能治理配電網(wǎng)諧波電流，改善電能質(zhì)量。
　　本文首先通過分析光伏電池的電氣模型，利用MATLAB仿真了光伏電池在不同光照及不同溫度下的輸出特性。為了獲得光伏電池的最大輸出功率，本文對(duì)光伏電池的最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)進(jìn)行深入探討，提出了一種實(shí)用的自適應(yīng)變步長擾動(dòng)觀察法實(shí)現(xiàn) MPPT，能夠快速跟蹤太陽能電池的最大功率點(diǎn)，減少在最大功率點(diǎn)附近的振蕩。針對(duì)系統(tǒng)調(diào)試方面，本文提出了一種實(shí)用的模擬光伏實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可以方便調(diào)試。
　　其次

3、，本文設(shè)計(jì)了帶有源濾波功能的兩級(jí)式三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，并對(duì)帶有源濾波功能的三相光伏并網(wǎng)逆變器的控制算法進(jìn)行深入分析。光伏并網(wǎng)逆變器采用電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)雙閉環(huán)控制策略，其中電壓外環(huán)采用PI控制，保證逆變器直流側(cè)電壓穩(wěn)定，同時(shí)輸出有功指令電流的幅值。針對(duì)系統(tǒng)實(shí)際情況，諧波電流采用基于ip-iq的分頻檢測算法，可以直接檢測特定單次或者多次諧波，以便針對(duì)性的補(bǔ)償特定次諧波?？紤]到系統(tǒng)容量限制，本文提出了一種諧波電流限幅措施，可以避免

4、逆變器輸出電流過大造成設(shè)備的損壞。針對(duì)電流跟蹤控制問題，本文對(duì)準(zhǔn)比例諧振控制和無差拍控制進(jìn)行深入分析，考慮到準(zhǔn)比例諧振參數(shù)設(shè)計(jì)復(fù)雜繁多，采用數(shù)字無差拍控制實(shí)現(xiàn)對(duì)指令電流的跟蹤控制。最后利用PSIM軟件進(jìn)行仿真，分析系統(tǒng)處于不同工作模式下的輸出特點(diǎn)，仿真表明了所提控制策略的正確性。
　　逆變器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)研制是本文的研究重點(diǎn)之一。首先根據(jù)本文所提出系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了主電路，確定了主電路功率器件及其驅(qū)動(dòng)電路，設(shè)計(jì)了濾波電感及逆變器直流側(cè)