光伏并網發(fā)電系統(tǒng)關鍵控制技術研究.pdf

1、太陽能作為一種主要的綠色能源,對于改善能源危機,實現碳減排具有巨大的潛力,光伏并網發(fā)電方式已成為光伏發(fā)電領域中最具發(fā)展前景的一種太陽能利用方式。由于控制技術是光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的最核心技術之一,是光伏并網發(fā)電系統(tǒng)安全穩(wěn)定高效運行的關鍵,因此,本文對光伏并網發(fā)電系統(tǒng)中的幾個關鍵控制技術問題進行了研究,主要內容和研究成果如下。
　　 1)最大功率點跟蹤控制研究針對當光伏陣列受到均勻太陽光照時輸出功率電壓曲線僅含有一個峰值的特征,提出了

2、一種改進最大功率點跟蹤方法,通過模糊控制輸出量與光伏陣列輸出功率電壓曲線的微分來智能動態(tài)調節(jié)最大功率搜索步長的大小和方向,可有效平衡跟蹤速度和跟蹤精度之間的矛盾,并通過引入投票表決機制,可提高對擾動電壓方向判斷的正確性,從而提高最大功率點跟蹤的質量;針對光伏陣列受到不均勻太陽光照時輸出功率電壓曲線含有多個局域峰值的特征,建立了光伏陣列的數學模型,并提出了一種更可能快速準確地搜索到全局最大功率點的改進最大功率點跟蹤方法;最后構建了光伏最大

3、功率跟蹤實驗平臺,給出了系統(tǒng)實現方案和實驗結果。
　　 2)單相光伏并網控制研究提出了一種基于DSP和現場可編程門陣列(FPGA)雙處理器結構的單相光伏并網控制系統(tǒng)設計方案,介紹了各種并網電流控制策略,并對數字鎖相環(huán)技術,基于FPGA處理器提出了一種適合于單相光伏并網系統(tǒng)的數字鎖相環(huán)算法,可確保實現鎖相信號與電網電壓同頻、同相;最后研制了5kW單相光伏并網實驗平臺,給出了系統(tǒng)實現方案和實驗結果。
　　 3)三相光伏并網控

4、制研究針對電壓電流雙環(huán)控制系統(tǒng),對直流母線電壓外環(huán)采用改進自抗擾控制方法進行了設計;對三相光伏并網電流內環(huán),提出了一種帶指數趨近律和前饋補償解耦控制的模糊滑模控制方法,在保證滑?？刂期吔\動的快速性基礎上,提高了系統(tǒng)的動態(tài)響應性能,且可有效減小常用滑模控制中的抖振幅度,使系統(tǒng)對于復雜的外部環(huán)境條件具有更強的魯棒性;針對三相逆變驅動控制,提出了一種改進空間矢量脈寬調制(SVPWM)算法,采用48邊形對磁鏈圓進行細分,與傳統(tǒng)的SVPWM算法

5、相比不僅易于數字化實現和實時控制,而且可有效提高直流電壓利用率;最后研制了3kW三相光伏并網實驗平臺,給出了系統(tǒng)實現方案和實驗結果。
　　 4)光伏并網系統(tǒng)的孤島狀態(tài)檢測研究在傳統(tǒng)的主動移頻法的基礎上提出了一種改進孤島狀態(tài)檢測方法,通過自適應分段調節(jié)頻率偏移正反饋系數以及適時施加負脈沖電流幅值干擾,使頻率或電壓越限,從而檢測出孤島狀態(tài)。這種方法可較好地兼顧孤島狀態(tài)檢測所要求的快速性和電網所要求的低諧波畸變率,同時對光伏并網系統(tǒng)的