三相光伏并网发电系统控制技术的优化研究

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1、国内图书分类号：TM615密级：公开国际图书分类号：621.3西南交通大学研究生学位论文三相光伏并网发电系统控制技术的优化研究年级二零零九级姓名刘思佳申请学位级别工学博士专业电力电子与电力传动指导老师庄圣贤教授二零一七年十一月二十二日ClassifiedIndex:TM615U.D.C:621.3SouthwestJiaotongUniversityDoctorDegreeDissertationRESEARCHONCONTROLTECHNOLOGYOPTIMIZATIONOFTHREE-PHASEPVGRID

2、-CONNECTEDSYSTEMGrade:2009Candidate:SijiaLiuAcademicDegreeAppliedfor:Ph.DSpeciality:PowerElectronic&ElectricDriveSupervisor:Prof.ShengxianZhuangNov.22,2017西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大

3、学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密口，在年解密后适用本授权书；２．不保密使用本授权书。“”（请在以上方框内打Ｖ）Ｓ？化指学位论文作者签名：多导老师签名日期４７：日期：／西南交通大学博士学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的

4、个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下：1.根据并网环境中逆变器电流控制的特点，提出了一种可应用于光伏并网逆变器的电流扰动观测控制方法。该方法通过分析逆变器并网运行时影响电流质量的多种因素，建立三相并网逆变器的电流扰动观测模型。将电网电压与直流侧电压变化设定为外部扰动变量，同时提高电流控制对这两种扰动的抗扰动性。并且对功率状态不同时交流侧滤波电感与电路阻抗参数存在的差异性进行控制补偿，提高了并网逆变器在低输入功率状态下的输出电流质量。2.根据孤

5、岛发生时系统电压幅值变化特点，以及并网逆变器的脉宽调制控制原理，提出了一种基于调制比定向偏移控制的正反馈式孤岛检测方法。在孤岛状态下，通过调节脉宽调制的调制比参数来改变逆变器输出电压幅值，进而触发检测阈值实现孤岛检测。所设计的调制比定向偏移的孤岛检测算法，可在不同幅值变化趋势中实现孤岛检测，并在系统有功功率时变的检测环境中具有较优异的检测速度稳定性。并且该方法应用于多台逆变器并联系统中时，每台逆变器的调制比偏移量在信号同步性上也优于传统的采用有功电流扰动的电压幅值检测方法，因此该方法应用于不同有功功率状态的多台

6、逆变器时仍具备较好的检测稳定性，使其适合应用于多台逆变器并联的光伏并网系统。3.将辐照度变化与电网电压波动两方面因素同时加入到最大功率跟踪算法的设计中，提出了一种基于动态电压误差补偿的最大功率点跟踪方法。通过分析辐照度变化与电网电压幅值波动时电流增量变化的不同，上述两种因素产生的动态电压误差在该方法中被区别对待，算法中分别设计了两种相对应的变步长模式来调节跟踪电压与最大功率点之间的偏差。不同于辐照度变化，由电网电压波动产生的跟踪电压动态误差被大多数现有的最大功率跟踪方法所忽视。与常规的电导增量法相比，当辐照度快

7、速变化或电网电压幅值波动时。，该方法都可提升对最大功率点跟踪的有效性与动态效率学位论文作者签名：〇丨〇日期＼ｉ、：ｉ、ｎ西南交通大学博士研究生学位论文第I页摘要光伏发电作为对太阳能的有效利用方法，近年来得到了广泛应用与大力发展。而光伏并网发电系统则已成为装机容量比重最高的光伏发电模式。光伏装机容量的增加促进了光伏发电变流技术的持续发展，光伏逆变器也已发展成为独特的功率变流器类别。近年来国内外针对光伏并网发电系统的控制技术研究，输出电流控制、孤岛检测技术、最大功率点跟踪算法都是具有代表性的关键性光伏控

8、制技术。本文以单级式三相光伏并网逆变器为研究对象，以现有的实用性技术为基础，对上述三个控制环节进行优化研究，并分别提出改进的控制方法。具体研究工作可概括为如下几点：(1)并网逆变器的输出电流质量易受到电网电压状态及逆变器系统参数的不确定性等因素的干扰。根据扰动观测器控制原理，建立电流控制的扰动观测模型，并设计电流扰动观测控制器，该方法将电网电压与直流侧电压变化设定为外部扰动变量，提高电