模塊化多電平光伏并網(wǎng)逆變器控制策略的研究.pdf

1、隨著可再生能源的大力開發(fā)和電力網(wǎng)絡向高壓大功率等級的不斷發(fā)展，模塊化多電平變換器(Modular Multilevel Converter，MMC)憑借其不受半導體功率器件容量的限制、易于擴展的特點，逐漸成為光伏發(fā)電領域的研究熱點。因此，本文針對模塊化多電平光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中逆變器的調(diào)制技術、并網(wǎng)電流的控制環(huán)節(jié)、光伏電池的最大功率點跟蹤算法和逆變器的容錯控制策略幾方面進行了深入研究。
　　首先，根據(jù)MMC的工作原理，建立了MMC的數(shù)學

2、模型，對逆變器中子模塊電容電壓的波動情況和環(huán)流的成分進行分析，給出了子模塊電容和橋臂電感的參數(shù)計算公式。并對目前MMC常用的兩種調(diào)制方式最近電平逼近法和載波移相法進行了對比仿真。
　　其次，對模塊化多電平光伏并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)進行設計。設計了并網(wǎng)電流的雙閉環(huán)控制環(huán)節(jié)，內(nèi)環(huán)采用準比例諧振控制器準確跟蹤基頻電流、外環(huán)引入功率前饋控制提高了電壓跟蹤速度；將并網(wǎng)逆變器功率輸出模式分為最大功率輸出和無功注入兩種模式，在非標準工況下，逆變器

3、轉換至無功注入模式，提高了逆變器的利用率。并在Matlab/Simulink中搭建了MMC的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，對上述控制環(huán)節(jié)及不同的功率輸出模式進行了仿真驗證。
　　最后，建立了容錯時MMC的平均開關模型，對容錯時MMC的電氣特性進行分析，針對MMC子模塊發(fā)生故障時，剩余子模塊不足以支撐直流母線電壓導致逆變器不能繼續(xù)運行的問題，提出了只旁路故障子模塊的改進容錯控制策略，通過改變上、下橋臂各子模塊電容電壓參考值和載波移相角，保證了子模塊