光储互补并离网一体化变流器关键技术研究

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1、中图分类号：TM464论文编号：102870318-SX066学科分类号：080800硕士学位论文光储互补并离网一体化变流器关键技术研究研究生姓名张梦帆学科、专业电气工程研究方向电力电子与电力传动指导教师陈新教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二○一八年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonControlStrategyofPhotovolt

2、aicandEnergy-storagecomplementaryConverterIntegratingOn-GridandOff-GridOperationModesAThesisinElectricalEngineeringbyZhangMengfanAdvisedbyProfessorChenXinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2018承诺书本人郑重声明：所呈交

3、的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅，可以将学位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、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要太阳能作为清洁、廉价的可再生能

4、源，近年来被广泛应用于分布式发电领域。而利用太阳能进行发电的光伏组件受环境因素影响较大，故储能设备是维持系统功率平衡的必不可少的组件。同时储能设备的接入为光伏发电系统在离网与并网模式间的灵活切换运行提供可能。因此对应用在集成储能设备的光伏发电系统中的光储互补并离网一体化变流器的研究具有重要的意义。本文首先介绍了光储互补并离网一体化变流器的结构，采用两级式拓扑实现对光伏组件和蓄电池的统一接入，基于此结构并结合实际运行中的不同工况，设计了配套的多模态控制策略；为了实现对光伏组件的最大功率点跟踪，对前级Boost变换

5、器，应用小信号分析法，结合蓄电池和光伏组件的特性，分析扰动观察法的占空比扰动以及负载电流波动对系统产生的影响，并在此基础上给出了扰动观察法的参数设计方案；为了实现对后级逆变器和蓄电池的有效控制，在建模分析的基础上，对离网电压环、电流环、并网蓄电池管理环路进行环路设计；同时针对变流器离网运行时所带负载不平衡引起的三相输出电压不平衡问题进行分析，采用比例积分准谐振控制策略实现了对逆变器输出不平衡电压的均衡控制。在理论分析的基础上，基于Matlab/Simulink仿真平台搭建光储互补并离网一体化变流器的仿真模型，验

6、证了不平衡控制策略和最大功率点跟踪算法的有效性。最后本文设计并且研制了一台15kW光储互补并离网一体化变流器实验样机，基于此平台进行了整机多模态运行的实验，对光储互补并离网一体化变流器应用的控制策略进行实验验证。关键词：光储互补，并离网一体化，最大功率点跟踪，系统能量管理，电压均衡控制I光储互补并离网一体化变流器关键技术研究ABSTRACTKnownascheapandclean,solarenergyhasbeenwidelyappliedinDistributedGeneration(DG)Systemin

7、recentyears.Energystoragedeviceisessentialtobalancesystempower,asanimportantcomponentofthephotovoltaicpowergenerationsystems.Thephotovoltaicpowergenerationsystemcanautomaticallyoperateontheoff-gridmodeorgrid-connectedmodeaccordingtotheconditionoftheutilitygr

8、id.Therefore,studyofthecontrolstrategyofIntegratedPhotovoltaicandEnergy-storageConverterhasthevitalsignificance.Inthisthesis,thestructureofIntegratedPhotovoltaicandEnergy-storageConverterhasbeen