電網(wǎng)電壓擾動下光伏發(fā)電改進功率控制.pdf

1、本論文受國家自然科學(xué)基金(51277184)資助。
　　隨著傳統(tǒng)能源的日益枯竭，人類亟需開發(fā)新能源發(fā)電技術(shù)以取代傳統(tǒng)能源為全世界提供可靠環(huán)保的電能。分布式發(fā)電系統(tǒng)(Distributedgenerationsystem/DGsystem)是目前新能源接入電網(wǎng)的一個有效途徑。其中，光伏發(fā)電(Photovoltaic/PV)以其清潔、安裝方便等優(yōu)勢成為了本世紀最為重要的發(fā)電方式之一。近二十年里，光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)被歐美等發(fā)達國家廣泛研究

2、并運用。由于光伏發(fā)電具有間歇性，其大規(guī)模并網(wǎng)會對電網(wǎng)造成一定的沖擊，同時，電網(wǎng)電壓的擾動也會對光伏發(fā)電的正常運行產(chǎn)生影響，并降低光伏陣列的使用壽命。本文針對對稱與不對稱電網(wǎng)電壓擾動情況下光伏發(fā)電逆變器的功率控制進行了研究，主要內(nèi)容如下：
　　①建立了根據(jù)環(huán)境修正光伏電池輸出特性的通用行為光伏陣列模型，分析了光伏發(fā)電的輸出特性。研究了光伏發(fā)電直流側(cè)控制策略，在Simulink中搭建了光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流側(cè)控制模型，分別對不同光照強度以

3、及不同溫度下光伏陣列的最大功率點跟蹤(MPPT)控制進行了仿真分析。
　　②探討了光伏發(fā)電三種主要的逆變控制策略：恒壓型逆變控制、饋電型逆變控制和支持型逆變控制。分別對于這三種逆變控制結(jié)構(gòu)進行了研究，主要針對對稱電網(wǎng)電壓擾動下的支持型逆變控制策略進行了建模、仿真分析。以減小因投切負荷、發(fā)電機組所引起的對稱電網(wǎng)電壓擾動為控制目標，搭建了光伏儲能電站模型，采用V/f下垂控制策略，根據(jù)其容量整定了下垂系數(shù)，使光伏儲能電站具有功率補償控制

4、功能。此外，在支持型逆變控制光伏儲能電站模型的基礎(chǔ)上，又提出了一種多點光伏發(fā)電控制配合的光伏微網(wǎng)運行模式。在Simulink搭建了光伏微網(wǎng)模型，模擬了其在一天時間內(nèi)光伏儲能電站與用戶光伏系統(tǒng)的配合運行過程。
　?、塾懻摿瞬粚ΨQ電網(wǎng)電壓擾動下光伏并網(wǎng)逆變器的控制。探討了不對稱電壓擾動對于光伏發(fā)電系統(tǒng)運行特性的影響，推導(dǎo)了光伏陣列直流側(cè)波動和輸出功率波動的根源。對現(xiàn)有的不對稱電壓下光伏發(fā)電所采用的控制器進行了綜述，探討了不同控制器的結(jié)

5、構(gòu)及優(yōu)劣。針對輸出功率波動的抑制，本文羅列了三種比較常用的功率外環(huán)控制方法，分別對這三種方法進行仿真研究，探討了其控制效果。
　?、茉谒矔r有功-無功電流控制策略(IARC)功率外環(huán)控制的參考電流基礎(chǔ)上，通過引入兩個調(diào)節(jié)參數(shù)，建立了能夠靈活調(diào)節(jié)輸出諧波與功率波動的功率外環(huán)控制電流參考值。推導(dǎo)了奇次諧波在不同調(diào)節(jié)系數(shù)下的有效值大小，參考了中科院電工所的GB/Z19964-2005標準和國際電氣與電子工程協(xié)會IEEEStd.1547標準