三相光伏发电并网系统建模及共模干扰电流问题的研究

摘要

光伏发电技术是二十一世纪新型可再生清洁能源发电技术的典型代表。伴随着全球经济的迅猛发展，光伏发电正日益从辅助型发电转变为主要型发电模式，逐步替代传统的化石燃料发电模式。因此，光伏发电并网等清洁能源发电并网技术的研究和发展就成为了世界电力发展的主要方向，由此产生的并网电能质量的相关问题就成为了急需解决的问题。
　　本文基于这种考虑，模拟三相光伏发电并网系统从而对并网后的电能质量问题进行研究，针对光伏发电并网的最大功率点追踪，给出了基于电导增量法的控制方法实现最大功率点追踪（MPPT）控制，提高了光伏电池阵列的工作效率，利用Boost电路实现系统升压，以空间矢量脉宽调制技术（SVPWM）变换形成PWM波继而控制并网逆变器，在此基础上分别从光伏发电并网系统的各重要组成部分出发，建立了一套两级式三相光伏并网发电系统模型。通过仿真对所搭建模型的动态性能进行验证，仿真结果表明，本模型能够较好地反映三相光伏发电并网系统的实际运行特性，具有较好的动态性能。在此基础上，针对光伏发电并网过程中由于寄生电容的自发生成导致的共模干扰电流问题进行仿真研究，通过运用SVPWM脉宽调制中七段式和五段式的算法分别研究其对本文所搭建两级式三相光伏发电并网系统的共模干扰电流的抑制效果，然后通过更改并网逆变器的拓扑结构，分别运用SPWM调制和SVPWM调制算法对单极式光伏并网系统的共模干扰电流问题进行建模仿真。最后，通过对光伏发电并网系统中滤波电路结构的改进，验证了 LCL滤波电路对两级式三相光伏发电并网系统共模干扰电流具有较好的抑制效果。

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附表索引

第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外光伏发电技术的发展现状

1.3 课题的研究内容和研究目的

1.4 论文章节安排

第二章 光伏发电并网系统及其电能质量分析

2.1 光伏发电系统的组成及分类

2.2 并网光伏发电系统的太阳能电池阵列简介

2.3 光伏发电系统中并网逆变器简介

2.4 电能质量问题简介

2.5 本章小结

第三章 两级式三相光伏发电系统的建模与仿真

3.1 光伏电池阵列的建模

3.2 最大功率点追踪（MPPT）的建模

3.3 两级式三相光伏并网逆变器的仿真

3.4 两级式三相光伏发电并网系统的仿真验证

3.5 本章小结

第四章 三相光伏发电并网系统共模干扰电流的对比研究

4.1 共模模型的分析和简化

4.2 不同调制算法下的共模干扰电流的研究

4.3 单极式三相光伏并网系统的共模电流仿真

4.4 两级式三相光伏并网系统共模干扰电流的抑制

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 本文的总结

5.2 未来研究工作的展望

5.3 本章小结

参考文献

致谢

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