光伏并网系统的保护研究

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1、分类号:TM615学校代码:10109密级：公开太原科技大学硕士学位论文（专业型）学位论文题目：光伏并网系统的保护研究英文题目：ResearchonProtectionaboutPVgrid-connectedSystem研究生姓名：赵晓博导师姓名及职称：刘立群教授培养单位：电子信息工程学院工程领域/专业：电气工程论文提交日期：2016年5月13日论文答辩日期：2016年6月6日答辩委员会主席：田慕琴教授论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外

2、，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写的研究成果。对本研究所做的任何贡献的个人或集体均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明产生的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：中文摘要中文摘要随着化石能源的日渐枯竭以及带来的诸多环境问题，近年来，对新能源的开发已是大势所趋。光伏(Photovoltaic简称PV)发电作为对太阳能开发利用的主要形式，在我国得到迅猛的发展，针对光伏系统在运行过程中出现的各种故障的保护设计，已成为当前研究的热门课题之一。无论对独立光伏发电系统还是光伏并网系统，较高的安全性都是其可靠运行的基本

3、保障。对整个系统而言，影响其安全运行的因素较多且较复杂。DC-DC控制系统和逆变系统内部开关管在短时间内的高速开关动作，难免对周围的非线性器件造成严重的电磁干扰。除此之外，如果控制系统指令运行紊乱或者硬件电路出现故障，都可能造成光伏系统直流母线上的过压、欠压以及逆变器内部过流等故障。因此，本文针对光伏系统可能发生的各种故障做了深入的研究，并制定了一套有效的保护方案。首先，阐述了光伏系统保护的研究现状，分析了系统的整体结构和控制原理，从系统的并网标准要求引出了光伏系统在运行过程中可能出现的各类故障。然后深入的研究了功率管IG

4、BT的驱动保护电路，针对EXB841驱动模块存在的缺陷，从安全性方面做了相应的改进设计，并通过PROTEUS软件对所设计的优化电路加以仿真验证。其次，针对光伏逆变系统中的电磁干扰问题，重点对逆变电路中的传导电磁干扰进行了详细的分析，并在SIMULINK环境中搭建了逆变器共模电流的仿真模型，采用控制变量法分析说明了电路中不同元器件寄生参数分别对逆变电路中共模电流的影响。最后，通过硬件保护电路的设计和软件编程，实现了对光伏系统直流母线电压的实时检测和保护，以及逆变电路的过流、短路和过热保护。并通过搭建实验平台对过压保护和过流保

5、护分别作了测试，并简要分析了实验结果，验证了课题对光伏发电系统保护设计的可行性。关键词：光伏发电；电磁干扰；EXB841优化；电压保护；过流保护IABSTRACTABSTRACTWiththeenergyshortageandtheenvironmentalproblemsbroughtbytheconsumptionoftraditionalfossilfuelenergies,itisanirresistibletrendtoexploitnewenergyinrecentyears.Photovoltaicpower

6、generation(PV)asthemainformofthedevelopmentandutilizationofsolarenergyisdevelopedrapidly.So,ithasbeenanhotsubjectresearchthathowtodesignsomeprotectioncircuittodealwithvariousfaultswhichoccuringatthePVsystematpresent.ThereliablesecurityofPVsystemisthebasisguarantee

7、foreitherindependentPVsystemorPVgrid-connectedsystem.However,thefactorseffectedonPVsystemoperationaremuchandcomplex,andtheymaycausetheseriousElectroMagneticInterference(EMI)fornonlinearelementinDC-DCconvertorandinvertorwhentheswitchactionquicklyinshorttime.Inaddit

8、ion,italsomaycauseovervoltageorshortagevoltagefaultintheDCbusandovercurrentfaultininvertorwhenthecontrolsystemoperationinstructionconfuseorhardwarecircu