光伏逆变器电压型并网控制策略研究

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1、硕士学位论文光伏逆变器电压型并网控制策略研究RESEARCHONVOLTAGE-CONTROLLEDGRID-CONNECTEDSTRATEGYFORPHOTOVOLTAICINVERTER沈健哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TM615学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文光伏逆变器电压型并网控制策略研究硕士研究生：沈健导师：王卫教授申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM615U.D.C:621.3D

2、issertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONVOLTAGE-CONTROLLEDGRID-CONNECTEDSTRATEGYFORPHOTOVOLTAICINVERTERCandidate：ShenJianSupervisor：Prof.WangWeiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricalEngineeringAffiliation：Dept.ofElectricalEngineeringDateofDefe

3、nce：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要社会经济的突飞猛进，造成化石能源的急剧消耗以及环境的每况愈下，可再生能源的开发利用已经迫在眉睫。太阳能由于清洁无污染，取之不尽用之不竭等优点，得到广泛关注。作为光伏发电系统的核心，光伏并网逆变器大多采用电流型并网控制方式，该方式控制简单，功率因数高，但只适用于逆变器并网模式，在离并网模式切换过程中冲击较大，与之相对应，电压型并网控制方式由于配置灵活，切换平滑等优点，成为目前的研究热点。

4、本文针对电压型并网控制策略展开研究，从下垂控制、谐波补偿、功率解耦等方面入手，保证光伏并网逆变器可靠运行。本文首先针对两级式光伏并网逆变器结构，设计主要电路参数，建立离网模式和并网模式下的数学模型，分析实际电网中的谐波对逆变器并网电流的影响，提出采用电网电压谐波补偿策略解决并网电流畸变问题。其次，针对阻性线路情况，采用“倒下垂”控制方法。针对光伏功率、电网电压和频率波动对输出功率的影响问题，采用平移下垂曲线的方法来维持逆变器输出功率的恒定以及直流母线电压的稳定；同时利用谐波检测算法得到电网的谐波电压，通过谐波补偿，消除线路阻抗上的谐波，以此来抑制并网电流畸

5、变。在此基础上，针对线路阻抗为阻感性时逆变器输出功率强耦合特性，提出基于线路阻抗比的改进下垂方法，使逆变器输出功率得到有效控制，保证系统稳定运行。建立仿真模型，对基于下垂控制的电压型并网控制策略和下垂控制功率解耦方案进行仿真验证。最后搭建基于STM32F103的硬件实验平台，在实际电网条件下对电压型并网控制策略进行实验验证，在阻感性线路阻抗条件下对功率解耦方案进行实验验证，证明本文提出的基于下垂控制的电压型并网控制策略以及下垂控制功率解耦方案的有效性，保证逆变器可靠并网。关键词：光伏发电；并网逆变器；下垂控制；谐波补偿；功率解耦-I-哈尔滨工业大学工程硕士

6、学位论文AbstractThefastdevelopmentofsocialeconomy,resultingintherapidconsumptionoffossilenergyandthedeteriorationofsocialenvironment,itisimminenttoexploitrenewableenergy.Becausethesolarenergyisclean,pollution-freeandinexhaustible,itgetswideattention.Traditionally,Photovoltaicgeneratio

7、nsystemiscurrent-controlled,ithashighpowerfactorandcontrolledsimply,butcanonlyoperateingrid-connectedmode,whenswitching,itwillalsocausesurgecurrent.Becauseoftheadvantageofflexibleconfigurationandseamlessmodesswitching,thevoltage-controlledphotovoltaicinverterbecomesthefocusofthepr

8、esentstudy.Thispaperresearchesonv