级联型两级式光伏并网逆变器控制策略研究.pdf

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1、分类号TM464密级级联型两级式光伏并网逆变器控制策略研究研究生姓名：吴文凤指导教师姓名、职称：李圣清教授学科专业：电力系统及其自动化研究方向：现代电力电子技术及系统湖南工业大学二〇一八年六月六日分类号TM464密级级联型两级式光伏并网逆变器控制策略研究ResearchonControlStrategyofCascadedTwo-stagePhotovoltaicGrid-connectedInverter研究生姓名：吴文凤指导教师姓名、职称：李圣清教授学科专业：电力系统及其自动化研究方向：现代电力电子技术及系统论文答辩日期答辩委员会主席湖南工业大学2018年4月15日湖

2、南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：年月日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位

3、论文。作者签名：导师签名：日期：年月摘要由于光伏发电具有间歇性和波动性，大规模接入电网会对电网安全、稳定及可靠运行带来诸多隐患，与此同时在微电网中，大功率逆变器件造价昂贵，使得光伏发电系统的经济效益较低。针对以上问题，本文提出了级联型两级式并网逆变器前级电路MPPT控制策略及后级电路均压控制策略，旨在提高系统的工作效率、降低发电成本以及实现系统安全并网运行。首先，详细阐述单逆变器与级联型逆变器的拓扑结构及工作原理，着重分析级联型两级式并网逆变器的数学模型，为后文研究奠定理论基础。其次，详细分析光伏阵列的输出特性，深入研究级联型两级式逆变器传统MPPT控制策略。针对光照强度

4、或温度发生突变时，传统控制法无法精确搜寻到最大功率点的问题，提出一种基于GA的光伏MPPT变加速扰动法，对搜索步长进行优化，并引入GA作为辅助搜索算法以减小系统搜索时间。为了验证所提方法的正确性，在MATLAB/Simulink软件中搭建模型，仿真结果表明该方法控制下的动态响应速度、稳定性及搜索精度均有所提高。最后，详细分析级联型逆变器的调制技术，深入研究级联型两级式逆变器的传统双闭环法的控制原理。针对传统控制法无法解决因光照不均匀造成的功率单元间直流母线电压漂移的问题，提出一种基于误差标幺化的微调占空比控制法，将各模块误差电压标幺化后经PI调节器等系列调节得到占空比微调

5、量，以用于平衡各单元电压。在MATLAB/Simulink软件中对所提方法正确性及有效性进行仿真对比验证，结果表明该方法可实现光照不均匀时的稳定输出，减少交流侧输出电压谐波，抑制母线电压漂移。关键词：逆变器，两级式，级联型，MPPT，均压控制IABSTRACTDuetotheintermittentandvolatilityofphotovoltaicpowergeneration,large-scaleaccesstothepowergridbringsmanyhiddendangerstothesafe,stable,andreliableoperationofthe

6、powergrid.Atthesametime,highpowerinverterdeviceisexpensiveinthemicrogrid,whichmakestheeconomicbenefitsofPVgenerationsystemislow.Fortheaboveproblems,thisarticleproposestheMPPTcontrolstrategyofthepre-stagecircuitandthevoltagebalancecontrolstrategyoftherear-stagecircuitofthecascadedtwo-stage

7、grid-connectedinverter,whichaimstoimprovethesystem'sworkingefficiency,reducethecostofpowergeneration,andrealizethesafeoperationofthegrid-connectedsystem.Firstly,thetopologyclassificationandtheworkingprincipleofsingleinverterandcascadeinverterisdescribedindetail,andt