基于稳定裕度补偿的大型光伏并网系统谐波谐振抑制策略研究
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项目结题报告(全文)
1.弱电网下光伏并网逆变器稳定性分析及其控制策略研究
- 关键词：
- 并网逆变器;弱电网;稳定性;控制策略
- 黄旭
- 指导老师：河南理工大学 郑征
- 0年
- 学位论文
伴随着能源危机和环境污染的不断加剧,光伏发电系统以其清洁、安全、可再生等特点得到了大力发展。然而由于线路阻抗及变压器漏感等因素的影响,电网日益表现出弱电网特性。弱电网条件下,并网逆变器的稳定运行受到严重威胁,并网电能质量也随之恶化。因此,论文以弱电网条件下的光伏并网逆变器为研究对象,分析了弱电网下并网逆变器的运行特性并提出了合理的改进策略。针对并网侧电流反馈控制逆变器,本文分别在理想条件下及弱电网条件下对其进行了建模,推导了两种条件下系统相关传递函数,并利用频域分析法对系统稳定性进行了分析,分析表明:弱电网下电网阻抗引入的额外正反馈是影响并网逆变器稳定性的主要原因。基于上述分析,本文提出了弱电网下并网侧电流反馈改进控制策略以提升了弱电网下的系统稳定性,随后进行了相关参数设计并进行了仿真验证。针对逆变侧电流反馈控制逆变器,论文首先进行了分析建模,并对其控制结构进行了优化,随后针对弱电网条件下系统稳定性下降以及非单位功率因数的问题进行了相关研究,并提出了逆变侧电流反馈综合改进控制策略。理论分析及仿真结果表明,该综合改进策略不仅对弱电网有着较好的适应性而且降低了传感器的使用数量,实现了单位功率因数校正。最后使用RT-LAB平台作为控制器,配合外围硬件电路搭建了并网逆变器样机,利用该样机对所提出的改进策略进行了实验验证。实验结果与相关仿真结果相契合,验证了本文提出的改进控制策略的有效性。
...2.电网不平衡工况下光伏并网逆变器控制技术研究
- 关键词：
- 虚拟同步发电机;电网不平衡;负序电流控制;协调控制;变功率输出
- 高龙将
- 指导老师：河南理工大学 王海星
- 0年
- 学位论文
近年来,由于分布式电源渗透率的不断增高,将会对电力系统的安全性、稳定性造成较大影响。因此,分布式电源发电技术应具备一定的电网电压幅值和频率调节的能力,参与到电力系统的功率调节,进而提高电力系统的稳定性与安全性。国外学者提出了虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator,VSG）的概念,使并网逆变器具备同步发电机优势的电力电子装置,可以使分布式电源友好接入电网,提高分布式发电系统的安全稳定性。然而,电网电压不平衡将会对光伏发电系统造成严重的影响,故逆变器在电网不平衡工况下的控制技术越来越受到重视。鉴于此,本文针对电网不平衡工况下光伏并网逆变器控制策略展开研究。本文首先阐明了电网不平衡故障对光伏发电系统的影响及产生的危害,并分析了电网不平衡时VSG控制的各种控制方案,对其各自优缺点进行归纳总结;然后,针对不平衡电网电压所引起的功率振荡和入网电流畸变等问题,提出了基于静止坐标系下的功率-电流协调控制策略。所提控制策略采用负序电流控制,根据瞬时功率理论计算负序电流指令值,来实现恒定有功、无功及电流平衡三个控制目标,最后引入调节系数建立三种控制的统一解析表达式,实现VSG功率-电流之间的协调控制。由于在不平衡电网电压下,并网逆变器易出现过电流问题,易对电力设备造成危害。本文根据光伏阵列输出功率可调节的特性,通过分析光伏功率与光伏电压的P-u特性关系,提出了一种最大功率与指定功率输出的双模式变功率输出控制策略。采集光伏电压与光伏电流,将计算得出的光伏功率与指定功率进行比较,实时改变光伏电压大小。正常情况下,光伏阵列可按照MPPT（Maximum Power Point Tracking）输出或指定功率输出（Costant Power Generation）;电网不平衡工况下指定功率输出起主要作用。最后,使用软件Matlab/Simulink搭建仿真模型,分别验证了不平衡电网工况下VSG功率-电流协调控制策略和光伏发电系统变功率输出控制策略的正确性,并以RT-Lab平台为控制器,利用此平台对变功率输出控制进行了验证,验证了本文所提控制策略的可行性。
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