光伏逆变器的并网研究

【摘要】：如今在能源日渐短缺、消耗严重的背景下，人们开始逐步关注可再生能源的利用。光能作为最环保的可再生能源，其主要利用形式是光伏并网发电，具有良好的发展前景。以单相双级式光伏并网逆变器为研究对象，根据电力负荷的预测情况，对光伏逆变器分别采取并网和断网的措施。在并网时主要研究并网控制策略，断网时主要研究孤岛检测。 首先对超短期电力负荷值进行聚类分析，并在此基础上对各个时间段的超短期负荷值的变化情况进行预测，根据变化情况判断光伏逆变器是否需要并网。当公共电网中用电负荷比较多时，需要增加额外的供电设备时，为了保证负荷的供电可靠性，可以将光伏逆变器和电网并联，一起向负荷供电。当公共电网中用电负荷较少时，为了节省资源，光伏逆变器可以与电网断开连接，由光伏逆变器组成的电源仍然和本地负载相连，并继续供电。 然后在并网过程中，针对单相双级式光伏并网逆变器DC/DC变换环节与DC/AC变换环节分别展开研究，重点是控制算法的研究及改进。在DC/DC变换环节研究光伏阵列、Boost电路的特性，重点探讨最大功率点跟踪（MPPT）的原理和控制方法。DC/AC变换环节主要由逆变环节、滤波环节和控制环节组成，在保证电网电压和并网电流同频同相的基础上，重点研究控制环节。针对电流滞环控制和基于单极性SPWM的电流控制两种方法的缺点，分别在控制算法上做出改进，提高控制性能。 最后在光伏逆变器断网时，针对孤岛效应分析其产生的原理，在此基础上研究孤岛检测方法。常规的孤岛检测法分为被动式检测和主动式检测，被动式孤岛检测有比较大的检测盲区，为了减小盲区，引入主动式孤岛检测。重点研究两种主动式孤岛检测方法：主动移频法和电压正反馈法。两种方法都有各自的特点，在不同应用场合选用不同的方法，可以有效的避免孤岛所带来的危害。 【关键词】：超短期电力负荷 并网 控制算法 断网 孤岛检测
【学位授予单位】：河北联合大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 引言9-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 国外光伏并网系统的研究现状及趋势11-12
• 1.3 国内光伏并网系统的研究现状及趋势12
• 1.4 本课题的主要内容12-14
• 第2章 超短期电力负荷的分析14-25
• 2.1 聚类分析14-17
• 2.1.1 模糊 C 均值（FCM）聚类14-16
• 2.1.2 蚁群聚类16-17
• 2.2 模糊神经网络17-19
• 2.3 仿真19-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 光伏逆变器并网控制总体方案25-28
• 3.1 并网控制的总体结构25-26
• 3.2 并网控制的总体方案26-28
• 第4章 DC/DC 变换环节28-45
• 4.1 光伏电池的基本特性28-31
• 4.1.1 光伏电池的基本原理28-29
• 4.1.2 光伏电池的输出特性29-31
• 4.2 Boost 变换电路31-33
• 4.2.1 Boost 变换电路的工作原理31-32
• 4.2.2 最大功率点跟踪原理分析32-33
• 4.3 最大功率点跟踪（MPPT）控制方法33-39
• 4.3.1 扰动观察法33-36
• 4.3.2 导纳增量法36-39
• 4.4 仿真39-44
• 4.5 本章小结44-45
• 第5章 DC/AC 变换环节45-74
• 5.1 锁相环45-49
• 5.2 电流滞环控制49-58
• 5.2.1 电流滞环控制原理分析49-52
• 5.2.2 电流滞环控制的改进52-53
• 5.2.3 仿真53-58
• 5.3 基于 SPWM 的电流控制58-73
• 5.3.1 单极性 SPWM 原理及实现方法58-61
• 5.3.2 基于单极性 SPWM 的电流控制原理分析61-64
• 5.3.3 模型参考自适应控制64-65
• 5.3.4 基于模型参考自适应的单极性 SPWM 电流控制65-68
• 5.3.5 仿真68-73
• 5.4 本章小结73-74
• 第6章 孤岛检测74-86
• 6.1 孤岛效应74-76
• 6.2 主动式孤岛检测76-77
• 6.3 主动移频法77-82
• 6.3.1 主动移频法的基本原理77-79
• 6.3.2 主动移频法的盲区79-82
• 6.4 电压正反馈法82-84
• 6.4.1 电压正反馈法的基本原理82
• 6.4.2 电压正反馈法的参数选取82-84
• 6.5 本章小结84-86
• 结论86-88
• 参考文献88-91
• 致谢91-92
• 导师简介92-93
• 作者简介93-94
• 学位论文数据集94

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