级联型光伏并网逆变器的控制策略研究

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1、隶南y大·坚硕士学位论文万方数据级联型光伏并网逆变器的控制策略研究万方数据ResearchontheControlStrategiesforCascadedPhotovoltaicGrid．．connectedInverterAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYYAOXiao-junSupervisedbyProf．ZHAOJian—fengSchoolofElectricalEngineeringSoutheastUniversityMay2014万方数

2、据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位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，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：弓峰日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论

3、文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。～签名牌雌名：娉期：衄7万方数据摘要当今世界人类在化石能源的巨大危机之下，面临着全球性的能源结构大调整，而太阳能光伏发电作为新能源的一种形式近些年得到了深入的研究和广泛的应用，相应的光伏材料与逆变器技术发展曰新月异。中国作为能源消费大国在十分重视光伏发电技术的研究与推广，积极参与到相关的技术研发与标准化过程中。光伏逆变器拓扑结构多样，适用范围各不相同，其中多电平逆变器结构，尤其是级联H桥结构的光伏逆变器具有模块化的特

4、点，而便于扩展。其每个单元对应独立的直流电源，输出电压谐波与开关应力随着级联数目增加而减小、输出电压等级增加、电能质量提升。因此级联H桥型光伏并网逆变器适合大容量的光伏发电设备。本文针对级联H桥光伏并网逆变器结构的控制策略，主要在并网控制、最大功率点跟踪控制与低电压穿越控制等方面进行了研究。论文首先研究了光伏并网逆变器的并网电流控制技术，采用了基于电网电压前馈的三相并网电流控制策略。通过建立同步旋转坐标系下的三相逆变器并网模型，采用电网电压前馈解耦的方式实现了并网有功电流与无功电流的独立控制，配合功率外环实现了逆变器输出有功功率与无功功率的控制。针对级联H桥的结构特点，本文通过

5、零序电压注入的方法来实现三相之间的直流侧电压平衡控制，通过调制波修正的载波移相SPWM控制方法实现了相内直流侧电压平衡控制。然后论文提出了一种基于峰值功率简化估计的光伏阵列多峰最大功率点跟踪策略。该策略通过快速改变光伏阵列输出电压来获得光伏阵列的输出特性，通过对各个可能的功率极值点功率进行简化估计，从而迅速确定最大功率点所在的电压区间，然后在该区间内使用变步长扰动观察法进行单峰最大功率点跟踪策略。论文针对此跟踪策略提出了加速方法，使得该策略在光照情况不是很复杂时能够有更快的跟踪速度。最后论文采用了一种基于功率平衡控制的光伏并网逆变器低电压穿越控制策略。该策略在光伏逆变器低电压穿

6、越期间对输入和输出逆变器的功率分开控制，保持输出电流有功分量不变的同时输出尽可能多的无功功率以支撑电网电压恢复，通过控制光伏阵列偏离最大功率点来降低逆变器输入的功率，从而实现光伏并网逆变器的功率平衡。通过电网电压负序分量的前馈来抑制电网不平衡时逆变器输出的负序电流，保持并网电流的对称与不间断。本文所采用和提出的控制策略全部在PSCAD／EMTDC软件中建模仿真，仿真结果验证了控制策略的有效性。关键词：级联H桥型光伏并网逆变器，并网电流控制，基于功率简化估计的多峰最大功率点跟踪，基于功率平衡控制的低电压穿越万方数据AbstractAbs仃actNowadayshumanbeing

7、sunderthepressureoffossilenergycrisisarefacedwithaglobaladjustmentofenergystructure．Asaformofnewenergy,thesolarphotovoltaic(PV)powergenerationhasbeendeeplystudiedandwidelyusedinrecentyears．Asaresult，thePVmaterialsandPVinvertertechnologyhasbeenadvan