小功率光伏并網(wǎng)逆變器控制方法研究

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1、分類號密級小功率光伏并網(wǎng)逆變器控制方法研究研究生姓名：白建祥指導(dǎo)教師姓名、職稱：李圣清教授學(xué)科專業(yè)：電氣工程研究方向：現(xiàn)代電力電子技術(shù)及系統(tǒng)湖南工業(yè)大學(xué)二〇一五年十二月十六日分類號密級小功率光伏并網(wǎng)逆變器控制方法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａｔｅｏｆＳｍａｌｌＰｏｗｅｒｇｙＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＧｒｉｄＣｏｎｎｅｃｔｅｄＩｎｖｅｒｔｅｒ研究生姓名：白建祥指導(dǎo)教師巧名、職稱：李圣清教授學(xué)科專業(yè)；電氣工程研究方向：現(xiàn)代電力電子技術(shù)及系統(tǒng)論文答辯日期

2、盛心答辯委員湖南工業(yè)大學(xué)二〇—五年十二月十六日溺南工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均己在文中Ｗ明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者簽名；：讀建年日期又／知／２＿月日湖南工業(yè)大學(xué)論文版權(quán)使用援權(quán)書本人了解湖南工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留學(xué)

3、位論文，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)?？晒紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可Ｗ采用復(fù)印、縮印或其他手段保存學(xué)位論文；學(xué)校可根據(jù)國家或湖南省有關(guān)部口規(guī)定送交學(xué)位論文。作者簽名導(dǎo)師簽名日期：知／戶年；＾月摘要隨著傳統(tǒng)能源所引起的環(huán)境污染問題變得越來越嚴(yán)重，利用太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大，因此對發(fā)電系統(tǒng)中關(guān)鍵部件并網(wǎng)逆變器的要求越來越嚴(yán)格。其中逆變器的控制方法最為重要，本文針對逆變器并網(wǎng)運行控制及防孤島運行控制做了深入研究，旨在提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)化率及防孤島運行能力，改善入網(wǎng)電流質(zhì)量。首先，本文采用了一種包含雙

4、輸入DC/DC升壓單元、H6逆變橋和LC型濾波器三部分的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的逆變器，深入分析了各部分的工作原理。然后，針對傳統(tǒng)逆變器輸出電流控制中，電流內(nèi)環(huán)通常采用的PI調(diào)節(jié)器無法直接實現(xiàn)交流量的無靜差控制問題，本文采用了一種簡單的準(zhǔn)PR調(diào)節(jié)器，設(shè)計了準(zhǔn)PR調(diào)節(jié)器的相關(guān)參數(shù)，給出了合理的參數(shù)整定方法，通過獲取頻率響應(yīng)特性來直接實現(xiàn)交流量的無靜差控制。仿真結(jié)果表明該方法保證了入網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓保持同頻同相且有效解決了諧波含量的問題。其次，針對傳統(tǒng)最大功率點跟蹤控制的不足，提出了一種最大功率點跟蹤優(yōu)化控制方法，通過采樣光伏電池板三個不同的P

5、-U值，比較功率值的大小來判斷光伏電池板的工作狀態(tài)，由事先設(shè)定的不同指令逐步使光伏電池板工作在最大功率點處，仿真結(jié)果表明了該優(yōu)化控制方法的有效性和實用性。再次，針對主動式防孤島運行控制會對入網(wǎng)電流電能質(zhì)量造成影響問題，提出了主被動式相結(jié)合的防孤島運行控制方法。通過檢測公共耦合點處的電壓和頻率，比較其是否超出了保護閾值范圍。若超出則控制逆變器斷開，沒有超出則采用對公共耦合點處電壓頻率實行正反饋的主動頻移法。著重分析設(shè)計了Qf?Cnorm坐標(biāo)系下此方法的關(guān)鍵0參數(shù)，量化分析了其不可檢測區(qū)，使其不可檢測區(qū)做到最小，仿真結(jié)果表明無論負(fù)載呈

6、現(xiàn)感性還是容性該控制方法均能有效實現(xiàn)防孤島運行控制。最后，對逆變器并網(wǎng)電流控制、最大功率跟蹤控制和防孤島運行控制進行了詳細(xì)的實驗驗證，結(jié)果表明了逆變器控制方法的有效性。關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng)逆變器，準(zhǔn)PR調(diào)節(jié)器，MPPT，防孤島運行控制IABSRTACTAsenvironmentalpollutionproblemscausedbyconventionalenergysourcesbecomesmoreandmoreserious,theuseofsolarphotovoltaicindustrieshavebeendeveloping

7、continuously,therefore,therequirementsofgridconnectedinverterforphotovoltaicpowergenerationsystemarebecomingmoreandmorestringent.Oneofthemostimportantistheinvertercontrolmethod,inthispaper,thecontrolofgridconnectedinverterandthecontrolofanti-islandoperationhavedoneath

8、oroughresearch.Inordertoimprovethestabilityofphotovoltaicpowergenerationsystem,theconversionrateandtheoperationabilityofanti