光伏并網(wǎng)系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)的研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)能源的短缺以及環(huán)境污染日漸嚴(yán)重，可再生能源的發(fā)展和利用成為人們研究的熱點(diǎn)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電即為其中最具潛力、發(fā)展迅速的清潔能源之一。隨著光伏滲透率的提高，其對(duì)電網(wǎng)造成的影響也越來(lái)越大，其中在電網(wǎng)擾動(dòng)或者發(fā)生故障時(shí)，光伏系統(tǒng)突然脫網(wǎng)會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)嚴(yán)重后果，而低電壓穿越(lowvoltage ride through，LVRT)技術(shù)作為電網(wǎng)故障恢復(fù)的有力支撐也成為光伏發(fā)電發(fā)展所需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。為了保證發(fā)生電壓暫降時(shí)光伏發(fā)電仍能保持并網(wǎng)

2、，國(guó)內(nèi)外的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中都要求大中型的光伏電站需要具有一定的低電壓穿越能力。本文首先介紹和建立了光伏電池、最大功率跟蹤(maximum power pointtracking，MPPT)控制模塊、并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型，并在Matlab/Simulink軟件中搭建了相關(guān)部分的仿真模型。通過(guò)仿真得出了光伏電池的特征曲線以及光伏電池的最大功率跟蹤仿真結(jié)果圖，驗(yàn)證了所建模型的有效性和正確性，為光伏并網(wǎng)系統(tǒng)LVRT技術(shù)的研究提供了基礎(chǔ)。
　　其

3、次，研究了逆變器的有限控制集模型預(yù)測(cè)控制(finite control set-modelpredictive control，F(xiàn)CS-MPC)。通過(guò)分析FCS-MPC算法的基本原理，建立三相并網(wǎng)逆變器FCS-MPC的模型。該算法在每個(gè)采樣周期，由逆變器的數(shù)學(xué)模型和系統(tǒng)的狀態(tài)信息，預(yù)測(cè)將來(lái)一段時(shí)間所有開(kāi)關(guān)狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的控制變量以及系統(tǒng)輸出，并由價(jià)值函數(shù)選出讓系統(tǒng)性能最佳的開(kāi)關(guān)狀態(tài)作用到逆變器，預(yù)先對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行修正以取得期望的性能。此控制

4、方法具有簡(jiǎn)單易理解、無(wú)需調(diào)制器、內(nèi)部完全解耦和動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)仿真驗(yàn)證，該控制可以實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)運(yùn)行，使得輸出電流跟電網(wǎng)電壓頻率相位均相同，能夠滿足并網(wǎng)要求。
　　最后，針對(duì)光伏并網(wǎng)的低電壓穿越問(wèn)題，本文提出了基于FCS-MPC的LVRT控制策略。介紹了國(guó)內(nèi)外的低電壓穿越標(biāo)準(zhǔn);分析了電網(wǎng)故障期間并網(wǎng)逆變器的運(yùn)行特性，闡述了電網(wǎng)故障對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的影響，為低電壓穿越控制提供了理論基礎(chǔ);并通過(guò)仿真驗(yàn)證了采用的dq鎖相環(huán)電壓

5、暫降檢測(cè)方法可以準(zhǔn)確、迅速地檢測(cè)到三相對(duì)稱電壓暫降，為低電壓穿越控制的動(dòng)作提供依據(jù)。當(dāng)電網(wǎng)故障引起并網(wǎng)點(diǎn)電壓暫降時(shí)，光伏電池不再使用MPPT控制，轉(zhuǎn)換為一種參考功率跟蹤控制模式，減小光伏電池輸送到逆變器的有功功率;逆變器在有限控制集模型預(yù)測(cè)控制的基礎(chǔ)上采取一種擁有無(wú)功補(bǔ)償?shù)目刂撇呗?，通過(guò)重新調(diào)整有功電流和無(wú)功電流參考值，限制逆變器過(guò)電流，且給電網(wǎng)輸出定量的無(wú)功支撐并網(wǎng)點(diǎn)電壓的恢復(fù)。仿真結(jié)果表明，當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)發(fā)生電壓暫降時(shí)，所采用的LVRT控