小功率光伏并网逆变器控制方法研究

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1、分类号密级小功率光伏并网逆变器控制方法研究研究生姓名：白建祥指导教师姓名、职称：李圣清教授学科专业：电气工程研究方向：现代电力电子技术及系统湖南工业大学二〇一五年十二月十六日分类号密级小功率光伏并网逆变器控制方法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａｔｅｏｆＳｍａｌｌＰｏｗｅｒｇｙＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＧｒｉｄＣｏｎｎｅｃｔｅｄＩｎｖｅｒｔｅｒ研究生姓名：白建祥指导教师巧名、职称：李圣清教授学科专业；电气工程研究方向：现代电力电子技术及系统论文答辩日期

2、盛心答辩委员湖南工业大学二〇—五年十二月十六日溺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，均己在文中Ｗ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；：讀建年日期又／知／２＿月日湖南工业大学论文版权使用援权书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

3、位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可公布学位论文的全部或部分内容，可Ｗ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口规定送交学位论文。作者签名导师签名日期：知／户年；＾月摘要随着传统能源所引起的环境污染问题变得越来越严重，利用太阳能光伏发电产业不断发展壮大，因此对发电系统中关键部件并网逆变器的要求越来越严格。其中逆变器的控制方法最为重要，本文针对逆变器并网运行控制及防孤岛运行控制做了深入研究，旨在提高光伏发电系统的稳定性、转化率及防孤岛运行能力，改善入网电流质量。首先，本文采用了一种包含双

4、输入DC/DC升压单元、H6逆变桥和LC型滤波器三部分的新型拓扑结构的逆变器，深入分析了各部分的工作原理。然后，针对传统逆变器输出电流控制中，电流内环通常采用的PI调节器无法直接实现交流量的无静差控制问题，本文采用了一种简单的准PR调节器，设计了准PR调节器的相关参数，给出了合理的参数整定方法，通过获取频率响应特性来直接实现交流量的无静差控制。仿真结果表明该方法保证了入网电流与电网电压保持同频同相且有效解决了谐波含量的问题。其次，针对传统最大功率点跟踪控制的不足，提出了一种最大功率点跟踪优化控制方法，通过采样光伏电池板三个不同的P

5、-U值，比较功率值的大小来判断光伏电池板的工作状态，由事先设定的不同指令逐步使光伏电池板工作在最大功率点处，仿真结果表明了该优化控制方法的有效性和实用性。再次，针对主动式防孤岛运行控制会对入网电流电能质量造成影响问题，提出了主被动式相结合的防孤岛运行控制方法。通过检测公共耦合点处的电压和频率，比较其是否超出了保护阈值范围。若超出则控制逆变器断开，没有超出则采用对公共耦合点处电压频率实行正反馈的主动频移法。着重分析设计了QfCnorm坐标系下此方法的关键0参数，量化分析了其不可检测区，使其不可检测区做到最小，仿真结果表明无论负载呈

6、现感性还是容性该控制方法均能有效实现防孤岛运行控制。最后，对逆变器并网电流控制、最大功率跟踪控制和防孤岛运行控制进行了详细的实验验证，结果表明了逆变器控制方法的有效性。关键词：光伏并网逆变器，准PR调节器，MPPT，防孤岛运行控制IABSRTACTAsenvironmentalpollutionproblemscausedbyconventionalenergysourcesbecomesmoreandmoreserious,theuseofsolarphotovoltaicindustrieshavebeendeveloping

7、continuously,therefore,therequirementsofgridconnectedinverterforphotovoltaicpowergenerationsystemarebecomingmoreandmorestringent.Oneofthemostimportantistheinvertercontrolmethod,inthispaper,thecontrolofgridconnectedinverterandthecontrolofanti-islandoperationhavedoneath

8、oroughresearch.Inordertoimprovethestabilityofphotovoltaicpowergenerationsystem,theconversionrateandtheoperationabilityofanti