弱电网下光伏并网逆变器自适应控制技术研究

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1、硕士学位论文弱电网下光伏并网逆变器自适应控制技术研究RESEARCHONADAPTIVECONTROLSTRATEGYOFGRID-CONNECTEDPVINVERTERUNDERWEAKGRID曹小娇哈尔滨工业大学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弱电网下光伏并网逆变器自适应控制技术研究硕士研究生：曹小娇导师：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ClassifiedInde

2、x:TM615U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONADAPTIVECONTROLSTRATEGYOFGRID-CONNECTEDPVINVERTERUNDERWEAKGRIDCandidate：CaoXiaojiaoSupervisor：Prof.WangWeiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricalEngineeringAffiliation：Dept.of

3、ElectricalEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着光伏发电技术的不断推广和应用，对于弱电网条件下光伏并网发电技术的研究已经成为当前的一个热门研究方向。偏远地区的电网以及由分布式发电系统形成的微网，因其与发电侧之间的输电线路较长，且存在多级变压环节，导致等效的电网阻抗增大，因此，电网呈现出弱电网的特性。较大的电网阻抗会影响逆变器控制系统的增益和带宽，降

4、低系统动态响应速度，甚至导致系统不稳定等现象发生；另外，弱电网条件下并网电压易发生较大的频率和幅值波动，也会严重影响并网逆变器的稳定运行。本文针对以上问题，对弱电网条件下光伏并网逆变器的控制方法进行研究，以提高光伏并网发电系统对电网的适应性和并网系统的稳定性。本文以弱电网下单相光伏并网逆变器为研究对象，基于双环控制结构，首先对其控制系统进行建模与分析，研究基于双谐波电流扰动注入的电网阻抗在线检测方法，该方法可以实现电网电阻和电感的精确辨识。在此基础上，将准比例微分谐振（quasi-PRD）控制与自适应控制相结合，提出弱电网下单相光伏并网

5、逆变器自适应准PRD控制方法，该方法可实现对参考信号良好的稳态跟踪特性和动态响应性能，提高系统对时变的电网阻抗的自适应性，改善并网电能质量。进而，针对弱电网条件下存在的并网点电压跌落问题，结合低电压穿越的相关技术要求，研究适用于单相光伏并网逆变器的低电压穿越控制方法，以提高弱电网下光伏并网逆变器的稳定性和故障穿越能力。最后，搭建弱电网模拟实验平台，在功率为1kW的单相光伏并网逆变器实验样机上进行相关实验验证工作，论证本文所提出的电网阻抗在线检测方法、基于阻抗在线辨识的光伏并网逆变器自适应准PRD控制方法以及低电压穿越控制方案的正确性和有

6、效性。关键词：弱电网；电网阻抗在线检测；自适应准PRD控制；低电压穿越-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractInrecentyears,withthepromotionandapplicationofphotovoltaictechnology,researchforphotovoltaicpowergenerationinremoteareahasbecomeahotresearcharea.Duetothelongtransmissionlinesandincreasedtransformerlinksofthegri

7、dinremoteareasandmicro-gridconstructedbythedistributedpowergenerations,theequivalentgridimpedancewillincrease,inaddition,theshort-circuitcapacityofgridwillbesmaller,sothegridhasthecharacteristicsofweakgrid.Ingeneral,thelargegridimpedancewillreducethegainandbandwidthofthe

8、systemandslowdownthedynamicresponse,orevenleadtoresonanceandinstabilityofthewholecontrolsystem.What’smo