三相光儲發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)及低電壓穿越控制策略研究.pdf

1、近年來，隨著環(huán)境污染及全球變暖問題日益嚴(yán)重，以光伏發(fā)電為代表的可再生能源發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速。光伏發(fā)電通常具有間歇性和波動性，為了提高能源利用率，采用光伏和儲能組成的三相光儲并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，既能避免光伏發(fā)電的功率波動問題又可以最大限度地利用太陽能，因此受到廣泛關(guān)注。
　　隨著光伏電源滲透率不斷增加，在局部配電網(wǎng)中，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)與配電網(wǎng)交互影響。當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障時，為減輕光伏系統(tǒng)對配電網(wǎng)穩(wěn)定運行的影響及提高并網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部穩(wěn)定性，需使并網(wǎng)系統(tǒng)

2、不脫網(wǎng)運行。因此，各個國家都對光伏發(fā)電提出低電壓穿越要求。
　　本文基于三相光儲并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，搭建仿真模型，分析其在配電網(wǎng)正常運行和故障運行情況下的控制策略，要求在配電網(wǎng)正常運行時滿足電網(wǎng)調(diào)度要求，故障運行時滿足低電壓穿越要求。
　　針對三相光儲并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，分析其重要組成部分光伏發(fā)電單元和儲能單元結(jié)構(gòu)特性。首先基于光伏電池模型分析幾種常見的 MPPT控制方法，提出基于PI調(diào)節(jié)的電導(dǎo)增量法（INC-PI），通過仿真不同環(huán)境條

3、件下光伏系統(tǒng)追蹤效果驗證其可行性。其次，分析超級電容和鋰電池的特性及優(yōu)缺點并選用鋰電池作為三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的儲能元件；介紹DC-DC變換器控制方式并通過仿真驗證各控制方式的可行性，為三相光儲并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在多種模式下的運行控制提供理論基礎(chǔ)。
　　針對光儲發(fā)電系統(tǒng)中與配電網(wǎng)連接的并網(wǎng)逆變器，首先基于配電網(wǎng)正常情況下的數(shù)學(xué)模型研究三相光儲并網(wǎng)逆變器控制策略；其次根據(jù)功率平衡理論，提出三相光儲發(fā)電系統(tǒng)在配電網(wǎng)正常情況下的協(xié)調(diào)控制策略；

4、最后仿真驗證提出協(xié)調(diào)控制策略的可行性。
　　針對故障情況下并網(wǎng)逆變器鎖相環(huán)失效現(xiàn)象，首先比較不同鎖相環(huán)控制策略的優(yōu)缺點，基于延時濾波器（DSC）的控制方式在鎖相和電網(wǎng)電壓正序分量幅值檢測方面的優(yōu)勢采用級聯(lián)延時濾波鎖相環(huán)（CDSC-PLL）的控制策略。其次，基于配電網(wǎng)故障情況下并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型，提出并網(wǎng)逆變器的控制策略。該控制策略以抑制并網(wǎng)電流負序分量為控制目標(biāo)，能夠限制并網(wǎng)電流幅值及提供無功補償。最后，基于三相光儲并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

5、，仿真驗證在配電網(wǎng)發(fā)生對稱故障和不對稱故障情況下所提出并網(wǎng)逆變器控制策略的可行性。
　　基于三相光儲并網(wǎng)系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)，搭建三相光儲并網(wǎng)實驗平臺。首先，對系統(tǒng)主電路參數(shù)及控制系統(tǒng)的軟硬件進行設(shè)計；其次，對實驗平臺進行采樣校準(zhǔn)和鎖相環(huán)測試并進行并網(wǎng)逆變器單位功率因數(shù)并網(wǎng)實驗和三相光儲并網(wǎng)系統(tǒng)可調(diào)度實驗，驗證三相光儲并網(wǎng)系統(tǒng)在配電網(wǎng)正常情況下具有可調(diào)度能力；最后，進行配電網(wǎng)故障情況下三相光儲并網(wǎng)系統(tǒng)低電壓穿越實驗，驗證三相光儲并網(wǎng)系統(tǒng)在