基于改进QPR控制的单相光伏并网逆变器的研究

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1、＂＊Ｉ１＇Ｖ＇：；、ｖ级分类号密＇？－■乂．．单位代码１０１５４．ＵＤＣ’’＊乂．，■＇＇■■．．＇．．．．１＊－．＞＊＾．辽宁工业大－硕士学位秦文？？．．＾，■■、－‘、＇？■．；，．？ｉ４基子改进ＰＲＱ控制的单相光伏并网逆变器的研究■＇＊？＞．专业：电力系统及其自动化－－，‘．ｓ’—＇．研奂生：歩静，、＇指＃教滅：：：

2、任Ｓ臣扁教授？？－＊－－ＩＶ１－＇ｖ．？ｆｃ．ｔ．；，Ｖ二〇一八年三月－ｓｒ辽宁工业大学硕士学位论文基于改进QPR控制的单相光伏并网逆变器的研究专业:电力系统及其自动化研究生:张静指导教师:任国臣副教授辽宁工业大学电气工程学院二〇一八年三月MasterThesisResearchonSingle-phasePhotovoltaicGridConnectedInverterBasedonImprovedQPRControlSpeciality:PowerSystemanditsAut

3、omationCandidate:ZHANGJingSupervisor:AssociateProfessorRENGuo-chenLiaoningUniversityofTechnologyJinzhou,121001,ChinaMarch2018独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含，论文中其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得辽宁工业大学或其他教一育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所作

4、的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：叫公年多月ｆ日关于论文使用授权的说明本人完全了解辽宁工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交的复印权，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生签名：导师签名：年￥月ｗ日摘要单相光伏并网逆变器——光伏发电并网系统的核心器件，其在光伏发电并网的过程中要完成确保光伏电池输出最大的并网功率以及给电网馈送高质量交流电的功能

5、。因此，逆变器的控制方法对实现光伏发电并网十分重要，而受限于外界环境和电网负载的扰动，单相逆变器的并网控制技术还需要不断改进优化，以实现其连接光伏电池模块和电网所起的作用。为此，在参阅了其他学者所做研究成果的基础上，对单相光伏逆变器的相关并网控制技术进行了深入的探究。首先，论文对单相逆变器的并网工作原理和输出控制方式进行了分析，选取了逆变器硬件电路结构形式，并推导了单相逆变器用于并网系统的数学模型，在逆变器控制模型的基础上分析比较了逆变器的几种常规并网电流控制算法的优劣。其次，着重研究了逆变器输出并网电流的二自由度QPR控制器控制方法

6、，根据自由度控制理论将传统QPR控制器分解使其具有2个自由度，分解后的控制器可以对目标值跟踪信号和干扰信号分别控制，通过理论分析得知改进后的控制器可抑制输入信号的阶跃和低次谐波的干扰，对电网谐波具有较强的抑制能力并且降低了并网电流突变对电网的瞬间冲击，同时能够控制逆变器输出的并网电流准确跟踪电网电压，抵抗电网频率偏移的扰动，有效提升并网电流的质量。再次，对光伏发电的并网功率跟踪控制方法仔细地做了研究，在明确了光伏模块的输出特性之后探究了基于Boost电路的最大功率跟踪原理，采用了改变占空比的变步长扰动观察法进行最大功率控制，并通过仿真

7、检验了控制效果。最后，借助MATLAB平台搭建了基于二自由度QPR控制的单相逆变器和光伏并网系统的整体模型，通过给逆变器的输入信号设置阶跃及添加谐波分量，检验了二自由度QPR控制器对阶跃信号和低次谐波的抑制作用，同时光伏模块与电网连接的整体并网仿真结果检验了逆变器优越的控制效果。关键词：光伏并网逆变器；二自由度；QPR控制；阶跃抑制；最大功率IAbstractSingle-phasephotovoltaicgridconnectedinverteristhecoredeviceofPVgridconnectedpowergenerat

8、ionsystem,ithastocompletethefunctionofensuringthemaximumoutputofgridconnectedpowerofphotovoltaiccellsandfeedin