兩級式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)控制策略研究.pdf

1、近年來，光伏并網(wǎng)發(fā)電持續(xù)發(fā)展，必將在未來新能源發(fā)電中占有至關(guān)重要的一席之地。全球環(huán)境惡化和一次能源的日益減少推進(jìn)了國內(nèi)外光伏發(fā)電系統(tǒng)的快速增長。并網(wǎng)逆變系統(tǒng)是整個光伏發(fā)電系統(tǒng)中至關(guān)重要的一部分，保證其可靠安全并網(wǎng)具有重要意義。本文針對三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，圍繞三相光伏發(fā)電系統(tǒng)建模，電網(wǎng)電壓平衡和電網(wǎng)電壓不平衡時系統(tǒng)并網(wǎng)控制，以及相關(guān)的低電壓穿越技術(shù)等方面展開研究分析。
　　本文針對兩級式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，采用三相三線制。前級為光伏陣列

2、和Boost變換器電路，首先建立光伏電池的工程模型方便研究應(yīng)用，采用一種電壓閉環(huán)MPPT控制結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)前級電路升壓和最大功率跟蹤的目的。其次，后級選用基于LCL濾波器的三相逆變器結(jié)構(gòu)，其一般數(shù)學(xué)模型得以建立。分析LCL濾波器的濾波特性，介紹其參數(shù)設(shè)計方法。由于濾波器存在諧振尖峰，需采用阻尼控制保證系統(tǒng)穩(wěn)定。在電網(wǎng)電壓平衡情況下，采用基于比例積分的電壓電流雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)對并網(wǎng)電流進(jìn)行控制，保證并網(wǎng)電流平衡及單位功率因數(shù)并網(wǎng)。最后仿真驗

3、證所建立的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在電網(wǎng)電壓平衡時能穩(wěn)定安全運行。
　　在實際運行中，電網(wǎng)可能會出現(xiàn)不平衡狀況。此時根據(jù)光伏陣列輸出特性和逆變器并網(wǎng)要求，對光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)進(jìn)行研究，建立不平衡情況下的數(shù)學(xué)模型來實現(xiàn)前級Boost電路和后級逆變系統(tǒng)的獨立控制。采用基于SOGI的正交信號發(fā)生器進(jìn)行正負(fù)序分量分離并完成對電網(wǎng)電壓的鎖相。同時，分別提出抑制負(fù)序電流的控制策略以及抑制直流側(cè)電壓波動的控制策略，兩者均基于dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。最后通過建立光

4、伏并網(wǎng)系統(tǒng)的仿真模型，驗證所提出的控制策略在電網(wǎng)電壓不平衡情況下的有效性。
　　為了實現(xiàn)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的低電壓穿越，根據(jù)光伏陣列輸出特性和逆變器并網(wǎng)要求，對并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行研究。先介紹光伏電站低電壓穿越標(biāo)準(zhǔn)，并簡要分析電壓跌落時逆變器的運行狀況。在電網(wǎng)跌落故障期間，采用前級定功率控制使光伏陣列輸出定額功率，后級逆變器控制輸出一定量的無功，從而限制逆變器直流側(cè)過電壓和并網(wǎng)電流。同時，為了抑制并網(wǎng)電流中的負(fù)序分量，采用抑制負(fù)序電流的控制策略