三相单级光伏系统并网控制及孤岛保护

【摘要】： 当前,许多国家都很重视新能源的研究和利用,太阳能并网发电系统是其中一个重要的领域。本文主要以三相单级并网系统为研究对象,从并网系统的拓扑结构、控制策略、孤岛保护等方面做了详细分析和研究。 首先,设计了T形LCL滤波器,并给出了设计方法与参数计算过程。本文对三相并网系统进行了数学分析,说明了可以通过abc ?αβ坐标变换,将三相逆变器等效为两个单相逆变器进行控制,简化了并网系统的控制器设计。 其次,分析了几种最大功率跟踪(MPPT)策略和并网控制策略,比较了各种方法的优缺点。针对本文的三相单级并网系统,确定了采用电流寻优的梯度变步长MPPT法来实现最大功率跟踪功能,并网控制采用极点配置和重复控制结合的方法。并给出了系统控制框图,分析了系统的稳定性。 然后,利用MATLAB建立了系统仿真模型,通过仿真说明了控制策略的正确性。并搭建了实验台架,在仿真的指导下成功实现了三相单级光伏系统并网运行。实验验证了在三相光伏并网系统中本方案能够准确跟踪光伏电池的最大功率点,有效降低并网电流畸变,同时实现单位功率因数并网。 最后,孤岛效应是光伏并网系统中需要解决的问题。文章分析了孤岛检测的基本原理,分析了几种孤岛检测方法。设计了主动式功率扰动法和主动式频率偏移法,并进行了仿真。通过仿真对这两种孤岛检测法进行了比较,指出它们各有优缺点。 【关键词】：滤波器 最大功率跟踪 三相光伏并网 孤岛检测
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 太阳能的研究背景9-11
• 1.2 光伏并网系统概述11-12
• 1.3 国内外光伏并网发展及研究现状12-16
• 1.4 论文的研究手段及内容说明16-18
• 2 带LCL 滤波器的三相并网逆变器模型研究18-30
• 2.1 前言18
• 2.2 T 形LCL 滤波器的设计18-22
• 2.3 三相并网逆变器数学模型分析22-25
• 2.4 单相逆变器特性分析25-29
• 2.5 本章小结29-30
• 3 具有MPPT 功能的三相单级光伏并网系统理论分析30-44
• 3.1 前言30
• 3.2 光伏电池的最大功率跟踪30-35
• 3.3 逆变器并网控制策略分析35-38
• 3.4 三相单级式光伏并网系统控制策略38-40
• 3.5 带MPPT 功能的三相单级式光伏并网系统稳定性分析40-43
• 3.6 本章小结43-44
• 4 三相单级式光伏并网系统仿真44-51
• 4.1 前言44
• 4.2 光伏电池仿真模型44-46
• 4.3 三相光伏并网系统仿真模型46-47
• 4.4 并网仿真结果与分析47-50
• 4.5 本章小结50-51
• 5 三相单级式光伏并网系统实验51-58
• 5.1 前言51
• 5.2 实验系统设计51-55
• 5.3 软件设计及相关程序流程55-56
• 5.4 实验结果56-57
• 5.5 本章小结57-58
• 6 三相光伏并网的孤岛检测研究58-71
• 6.1 前言58
• 6.2 孤岛效应说明和检测标准58-61
• 6.3 孤岛检测方法61-64
• 6.4 三相孤岛检测仿真及分析64-70
• 6.5 本章小结70-71
• 7 全文总结71-73
• 7.1 本文工作总结71
• 7.2 今后工作展望71-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-77

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