弱电网下基于无源理论的光伏并网逆变器控制策略研究.pdf

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1、硕士学位论文弱电网下基于无源理论的光伏并网逆变器控制策略研究RESEARCHONPASSIVETHEORYCONTROLSTRATEGYBASEDOFGRID-CONNECTEDPVINVERTERINWEAKGRID朱晓慧哈尔滨工业大学2018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：公开工学硕士学位论文弱电网下基于无源理论的光伏并网逆变器控制策略研究硕士研究生：朱晓慧导师：刘桂花副教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2018年6月授予学

2、位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM615U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONCONTROLSTRATEGYBASEDONPASSIVETHEORYOFGRID-CONNECTEDPVINVERTERUNDERWEAKGRIDCandidate：ZhuXiaohuiSupervisor：ViceProf.LiuGuihuaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineering

3、Specialty：ElectricalEngineeringAffiliation：Dept.ofElectricalEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要近年来随着不可再生资源日益短缺和环境问题的不断凸显，可再生能源得到人们越来越多的关注。光伏发电因其具有清洁无污染，取之不尽的优势，在新能源发展的浪潮中受到广泛重视。随着光伏发电行业持续井喷式

4、发展，太阳能发电产业进入快速发展时期。如何使逆变器在电网环境较为复杂的弱电网环境下，仍旧保持安全稳定有效地运行，成为现阶段研究的热点。本文针对弱电网环境，以前后级级联式光伏并网逆变器为基础，研究基于无源理论的并网逆变器控制策略，以提高光伏发电系统的并网电能质量和动态响应速度。首先本文针对弱电网环境，推导单相光伏逆变器并网模式下的欧拉-拉格朗日模型，并进行分析，提出基于准PR控制的改进型无源控制策略，以解决传统无源控制器并网电流质量不理想、THD值较大的问题。其次，在电流内环采用改进型无源控制基础上，将功率前馈环节引入逆变

5、器后级双闭环控制中的电流给定，该功率前馈控制策略可以实现对光伏电池输出功率的快速跟踪，提高系统对时变的前级输出功率的适应性和动态响应速度。进而，针对弱电网环境下可能发生的并网点电压不稳定现象，提出基于电网线路阻抗比的输出功率控制策略，通过对逆变器输出的有功功率和无功功率进行合理配置，在逆变器容量一定的条件下，实现对并网点电压的最大支撑作用，稳定并网点电压。本课题在MATLAB/Simulink中搭建弱电网下前后级级联式单相光伏并网逆变器仿真模型，分析仿真结果并验证本文所提控制策略的正确性。最后，模拟弱电网实验环境，搭建前

6、后级级联式单相光伏并网逆变器实验平台，对本文提出的逆变器并网控制策略进行实验验证，论证本文所提出的改进型无源控制策略、功率前馈双闭环控制策略以及逆变器输出功率控制策略的优越性。关键词：弱电网；光伏并网逆变器；无源理论；输出功率控制-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththeincreasingdepletionofnon-renewableresourcesandenvironmentalissues,peoplearepayingmoreandmoreattentiontorenewableene

7、rgy.Photovoltaicpowergenerationhasreceivedextensiveattentioninthewaveofnewenergydevelopmentsinceitisclean,pollution-freeandinexhaustible.Inrecentyears,thephotovoltaicpowergenerationindustryhascontinueditsexplosivegrowth,pushingthesolarpowerindustrytothefasttracko

8、frapiddevelopment.Howtomaketheinverterstillsafeandeffectiveintheweakgridenvironmentwherethegridenvironmentisrelativelyharshhasbecomearesearchhotspotatthisstage