光伏并网逆变器多模式控制策略研究

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20121100337硕士学位论文学生类别：全日制学术型硕士研究生学科名称：控制理论与控制工程论文题目：光伏并网逆变器多模式控制策略研究英文题目：Multi-modeControlStrategiesforaInverterofGrid-connectedPhotovoltaicGenerationSystem学生姓名：杨素娟导师姓名：王林副教授二○一五年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要光伏并网发电是太阳能利用的主要方式。无论对大电网还是微网而言，光伏发电的不稳定性，制约了太

2、阳能产生的电能在送电网和配电网的消纳。同时光伏发电的成本也很高，没有国家产业政策的支持，发电收益很难保证。在并网光伏系统中，完成直流交流转换的逆变器非常重要。本研究围绕逆变器的功能，重点从功率控制和变换电能质量两个方面，探讨了逆变器的控制问题。系统设计的逆变器容量20kW，开关元件为IGBT，所并电网电压380V，频率50Hz。在功率控制方面，本研究重点分析了最大功率跟踪问题。在电能质量方面，本研究通过有功和无功控制，重点分析了当电网发生不平衡故障时，有功控制通过负序补偿，减少有功振荡和谐波电流的影响。本研究还分析了检

3、测电网谐波的方法，通过无功和谐波电流控制，保证并网电能质量。在整个系统的设计中，本研究针对一种特定的光伏电池板，依据20kW的设计容量，首先计算了光伏电池板的串并联结构，明确了光强对光伏阵列输出功率的影响。本研究还分析了滤波电路的结构和滤波电感的选择，分析了直流侧电容的功能和计算步骤，以及IGBT的选取。最后，依据电流滞环控制的功能，本研究将MPPT输出的电流参考值和有功电流，无功及谐波电流值相叠加，作为电流滞环控制器的参考给定，通过控制器输出实现三相IGBT的触发控制。上述功能都在仿真平台上，通过光伏并网系统的仿真模

4、型，并进行了仿真研究。仿真结果表明：在光强变化条件下，这种多模式控制策略能够快速实现MPPT功能，及时检测电网谐波，实现单位功率因数并网控制，动静态特性均能满足并网要求。关键词：光伏并网逆变器；多模式控制策略；电导增量法；负序检测；双二阶广义积分器；电流滞环控制；I内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractGrid-connectedphotovoltaic(PV)generationismainmodeofutilizingofthesolarenergy.Nomatterforthelargeelectricaln

5、etworkorMicroGrid,theinstabilityofthePVgenerationrestrictstheconsumptionofthesolarelectricityintransmissionanddistributionnetwork.Atthesametime,ifthePVCompanydidn’tgainthesupportofthenationalindustrialpolicy,thebenefitisdifficulttobeguaranteedbecausethePVgenerat

6、ioncostisenormous.Inthegrid-connectedPVsystem,theinverterplaysanimportantrolebecauseitcanrealizethefunctionofDC-AC.Thecontrolstrategyoftheinverterisdiscussedfromtwokeyaspectsofpowercontrolandelectricityquality.Inthispaper,thecapacityofinverteris20kW,theswitchele

7、mentisIGBT,andthegridvoltageconnectedwithPVis380V,frequencyis50Hz.Intheaspectofpowercontrol,thethesisfocusesontheMaximumPowerPointTracking(MPPT).Intheaspectofelectricityquality,activepowercontrolandreactivepowercontrolarealsoanalyzed.Theactivepowercontrolworkswh

8、enGridisinimbalancefault,theinfluenceofharmoniccurrentandactivevibrationisreducedbynegativesequencecompensation.Moreover,thedetectionmethodofpowerharmonicisalsoanalyz