基于三維空間直角坐標(biāo)系的光伏逆變器控制策略研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著傳統(tǒng)化石能源的日益枯竭，光伏發(fā)電以其豐富、清潔、便于利用等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為當(dāng)今能源的主要組成部分。光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能資源利用的主要形式，本文基于三維空間直角坐標(biāo)系，對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)建模、調(diào)制算法、電網(wǎng)電壓鎖相技術(shù)、直流電壓控制策略、交流電流控制策略進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。
　　基于三維空間直角坐標(biāo)系，以三維矢量的形式表達(dá)了逆變器調(diào)制波、電網(wǎng)電壓、并網(wǎng)電流等三相物理量，建立了三相多電平逆變器的數(shù)學(xué)模型。研究了

2、三維調(diào)制波矢量在空間分布形成的幾何圖形特點(diǎn)，根據(jù)對(duì)幾何圖形的分析，直觀地揭示了SPWM和SVPWM調(diào)制算法的區(qū)別和聯(lián)系，得到了SPWM和SVPWM的統(tǒng)一表達(dá)式。三相物理量的三維矢量化使主電路、調(diào)制方法、控制策略成為一個(gè)整體，便于進(jìn)行統(tǒng)一建模和分析。利用零序矢量?jī)?nèi)外包絡(luò)線進(jìn)行加權(quán)疊加產(chǎn)生合適的調(diào)制波零序矢量來(lái)構(gòu)造SVPWM，具有避免過(guò)調(diào)制、降低計(jì)算復(fù)雜度的優(yōu)點(diǎn)，利用調(diào)制深度和零序系數(shù)的關(guān)系，利用復(fù)數(shù)傅里葉分析對(duì)調(diào)制波矢量的總諧波THD進(jìn)行

3、了計(jì)算，并構(gòu)建了空間曲面，空間曲面直觀顯示了調(diào)制深度的全范圍內(nèi)，零序矢量取包絡(luò)線均值能使電壓總諧波THD最小。
　　基于三維空間直角坐標(biāo)系，提出一種改進(jìn)的三相電壓鎖相方法。研究了不平衡電網(wǎng)電壓三維矢量的空間軌跡，得到結(jié)論其軌跡為空間橢圓，通過(guò)分析橢圓軌跡的幾何特征，繼而求出正負(fù)序分量幅值和橢圓傾角，得到提取出電網(wǎng)電壓正負(fù)序分量方法，明顯提高了正序分量提取的響應(yīng)速度，并且具備頻率自適應(yīng)性。根據(jù)實(shí)際電網(wǎng)電壓諧波頻譜分布特點(diǎn)，提出優(yōu)化設(shè)

4、計(jì)的廣義延時(shí)抵消濾波器和移頻低通濾波器，在不影響諧波抑制效果的前提下提高了鎖相環(huán)的響應(yīng)速度。
　　基于三維空間直角坐標(biāo)系，提出一種的改進(jìn)的三相電網(wǎng)電壓幅值檢測(cè)方法。首先分析三相平衡和不平衡電網(wǎng)電壓矢量軌跡的幾何特征，根據(jù)幾何原理，求解軌跡所在平面對(duì)應(yīng)的三維空間法向矢量。對(duì)法向矢量各個(gè)分量進(jìn)行分解重構(gòu)，從而快速準(zhǔn)確提取出三相電壓幅值，實(shí)現(xiàn)了低電壓穿越中電壓跌落的快速準(zhǔn)確判斷。
　　基于三維空間直角坐標(biāo)系，提出一種光伏逆變器直流

5、電壓控制參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。針對(duì)直流電壓環(huán)的多種PI控制器，在三維空間直角坐標(biāo)系中，以比例系數(shù)和及積分系數(shù)這兩個(gè)控制參數(shù)為x軸和y軸變量，以絕對(duì)誤差加權(quán)時(shí)間積分和超調(diào)量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，兩者分別作為z軸變量，建立空間曲面。根據(jù)空間曲面的幾何特點(diǎn)對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，在保證較小超調(diào)量的前提下提高了直流電壓環(huán)的響應(yīng)速度。
　　基于三維空間直角坐標(biāo)系，分析了光伏逆變器電流矢量的基本組成分量，以及利用雙頻Bode圖對(duì)每種組