光伏發(fā)電系統(tǒng)變流器的研究.pdf

1、隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛，因此研究光伏發(fā)電系統(tǒng)變流器愈加重要。本文以光伏發(fā)電系統(tǒng)變流器研究為基礎(chǔ)重點(diǎn)分析了光伏發(fā)電系統(tǒng)變流器、光伏陣列部分受遮擋時(shí)的輸出特性和基于LCL濾波的光伏發(fā)電系統(tǒng)變流器控制，并著重對(duì)級(jí)聯(lián)型光伏發(fā)電系統(tǒng)變流器控制策略進(jìn)行研究，通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)控制策略進(jìn)行驗(yàn)證。
　　首先分析了多種光伏發(fā)電系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)包括集中式結(jié)構(gòu)、串型結(jié)構(gòu)和直流模塊式結(jié)構(gòu)。而后分析了隔離型及非隔離型光伏發(fā)電系統(tǒng)變流

2、器及多支路光伏發(fā)電系統(tǒng)變流器結(jié)構(gòu)，并討論了基于靜止和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的單相光伏發(fā)電系統(tǒng)控制及基于電壓定向和基于虛擬磁鏈定向的三相光伏發(fā)電系統(tǒng)控制策略，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)及三相光伏發(fā)電系統(tǒng)包括單級(jí)和雙級(jí)結(jié)構(gòu)的控制策略可行性。
　　其次介紹了光伏電池的等效電路及輸出特性，并分析了光伏電池在串并聯(lián)時(shí)部分受遮擋的熱斑效應(yīng)，根據(jù)光伏電池的數(shù)學(xué)物理模型建立了光伏電池的仿真模型。通過(guò)改變電池串并聯(lián)的遮擋情況，分析電池在串聯(lián)及并聯(lián)時(shí)

3、受環(huán)境溫度影響及光照強(qiáng)度影響的不同的輸出特性，通過(guò)已建立的光伏陣列分析比較多種光伏發(fā)電系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的效率。
　　再次研究了級(jí)聯(lián)型光伏發(fā)電系統(tǒng)變流器，分析了相同單元及混合單元級(jí)聯(lián)型光伏逆變器的結(jié)構(gòu)，及級(jí)聯(lián)多電平光伏并網(wǎng)逆變器的脈沖階梯調(diào)制和載波相移調(diào)制方法，得出單極性載波相移調(diào)制其輸出頻率與開(kāi)關(guān)頻率的關(guān)系。研究了級(jí)聯(lián)多電平光伏并網(wǎng)逆變器的控制和改進(jìn)的控制策略，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立光伏單元均可工作在最大功率點(diǎn)，并分析濾除二次紋波的方法及比例諧振調(diào)

4、節(jié)器相比較比例調(diào)節(jié)器的較好的無(wú)靜差控制。
　　分析了光伏并網(wǎng)逆變器LCL濾波器阻尼方法，研究了無(wú)源阻尼和有源阻尼的控制方案。搭建了基于LCL濾波器的三相并網(wǎng)系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并進(jìn)一步驗(yàn)證了有源阻尼中的虛擬電阻法和雙帶通濾波器法的控制效果。
　　最后用蓄電池取代光伏電池搭建了小功率實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)單相單級(jí)及雙級(jí)并網(wǎng)變流器、三相并網(wǎng)變流器和兩臺(tái)H橋級(jí)聯(lián)并網(wǎng)系統(tǒng)變流器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了單相、三相及兩臺(tái)H橋級(jí)聯(lián)并網(wǎng)逆變控制，驗(yàn)證了級(jí)聯(lián)并網(wǎng)