光伏逆變系統(tǒng)仿真設計及其故障診斷方法研究與應用.pdf

1、隨著全世界范圍內(nèi)的環(huán)境治理問題和能源儲量問題的日益凸顯，新能源產(chǎn)業(yè)的合理開發(fā)與有效利用成為了能源領域最為重要的議題。其中，太陽能發(fā)電技術一直是新型清潔能源研究的重點，在APEC會議舉辦后必將得到進一步的發(fā)展。光伏逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要部件，將直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電，起到了連接太陽能陣列與負載或電網(wǎng)的重要作用。然而國內(nèi)外對光伏逆變器可靠性的研究尚處于起步階段，對光伏逆變器主電路故障定位設計缺乏深入的討論，本文研究內(nèi)容應運而出。

2、　　本文緊密圍繞著光伏逆變器的作用、特點，從最基本光伏陣列輸出特性出發(fā)，提出了有效的光伏逆變系統(tǒng)故障診斷方法。主要內(nèi)容如下：
　?。?）首先分析了光伏逆變器主電路故障診斷的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，提出了本文所要采用的診斷方案。
　　（2）為了便于故障分析，本文在研究光伏陣列的輸出特性后搭建了直流斬波電路并為其選擇了最大功率點跟蹤控制算法，同時搭建了逆變器控制電路模型，從而在MATLAB/Simulink環(huán)境下構(gòu)建了光伏逆變系統(tǒng)整體仿

3、真模型，并對其性能進行了全面驗證。
　?。?）在搭建的光伏逆變系統(tǒng)整體仿真模型上，對逆變器輸出電流進行小波分解計算。旨在提取最優(yōu)的故障特征值為故障識別奠定基礎，通過驗證傳統(tǒng)小波分解提取故障特征方法的優(yōu)缺點，提出了改進型故障特征提取法，結(jié)合三相電流的高頻、低頻分量，得到故障特征向量，確保全自動定位故障點。
　?。?）從得到的故障特征向量組中選取訓練樣本和測試樣本，選定BP神經(jīng)網(wǎng)絡作為故障分類器，設定其各項參數(shù)，進行網(wǎng)絡訓練和可

4、靠性驗證，實現(xiàn)了光伏逆變器故障點的自動準確定位。最后將該定位方法應用于光照強度變化的情況，進行可行性驗證。
　　經(jīng)多次仿真實驗證實，本文提出的光伏逆變器故障診斷方法正確可行，因保留了信號低頻信息與高頻信息，解決了傳統(tǒng)方法無法準確定位具體故障點的缺陷，避免了因信息缺失造成的誤定位，具有較高的診斷精度和快速收斂性，可以準確高效地定位光伏逆變器功率主電路常見故障，并且可進一步拓展為在線診斷。
　　此外，本文所設計的光伏逆變器故障診