光伏并网逆变器低电压穿越技术的研究与实现

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1、分类号学号M201272250学校代码10487密级硕士学位论文光伏并网逆变器低电压穿越技术的研究与实现学位申请人：蒋伟学科专业：控制理论与控制工程指导教师：程善美教授答辩日期：2015.5.25AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringResearchandImplementationofLowVoltageRide-ThroughTechnologyforPhotovoltaicGrid-ConnectedInv

2、erterCandidate:JiangWeiMajor:ControlTheoryandControlEngineeringSupervisor:Prof.ChengShanmeiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015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，除文中已经标明引用的内容外，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个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

3、本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日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，即：学校有权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。本人授权华中科技大学可以将本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、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要太阳能光伏发电以其清洁、可再

4、生、可持续发展等优点在电力系统中的渗透率日益提高。而光伏并网逆变器作为光伏能源连接入网的载体，其运行状态与电网之间的相互影响也随之增大。低电压穿越技术协调了这两者之间的影响，对于大规模光伏能源入网具有重要的意义。解决电网跌落的快速准确检测、锁相以及并网电流的控制等问题是实现低电压穿越的关键。本文通过分析电网不平衡故障下基于同步参考坐标系下的传统三相锁相环的失效性，研究了一种基于复数滤波器(CCF)正负序分离的锁相技术。在深入分析了该锁相技术工作原理的基础上，建立了该锁相系统的频域小信号模型。分别采用频域分析法和时域分析法对系统的稳态性能和动态性能进行分

5、析，得到最佳的系统调节参数。通过对采样信号中混入直流偏置对该锁相技术获取电网同步信息的影响分析，给出了一种通过加入一阶低通滤波器的方法消除直流偏置对该锁相系统的影响，从而获得准确的电网同步信息。通过对电网故障类型的分析，给出了一种将电网正序电压和负序电压同时纳入计算电网跌落深度的判定依据。基于电网三相不平衡下光伏并网逆变器的数学模型和功率流的分析，研究了一种基于双dq旋转坐标系下平衡正序电流的低电压穿越控制方案。为防止因电网跌落深度过深导致逆变器过流，给出了将电网跌落深度作为电流给定补偿系数的改进方案。以减小故障电网的不平衡度，增强光伏并网逆变器支撑电

6、网的能力为目的，研究了一种具有并网峰值电流限幅且带无功补偿的低电压穿越控制方案。基于Matlab/Simulink仿真平台验证了上述理论分析的正确性。搭建了500kW光伏并网逆变器实验平台。验证了光伏并网逆变器的软启动和单位功率因数并网运行下的技术指标。同时验证了基于正序电压检测电网跌落存在盲区和误差，得出了基于正负序电压检测电网跌落则可全范围检测电网跌落深度的结论。在三相电网非对称跌落故障下，验证了基于双dq旋转坐标系下平衡正序电流的低电压穿越控制方案的可行性。关键词：并网逆变器低电压穿越复数滤波器正负序分离锁相技术I华中科技大学硕士学位论文Abst

7、ractSolarphotovoltaicpowergenerationhastheadvantagesofcleanness,regenerationandsustainabledevelopment,andthepermeabilityofthepowersystemisincreasing.Photovoltaicgrid-connectedinverterasanimportantcarrierforphotovoltaicenergyconnectedtothegrid,themutualinfluencebetweenitsoperatio

8、nstateandthegridalsoisincreasing.Thecoordinatio