兆瓦级多电平光伏变流器及其电网接入技术

摘要

随着光伏发电规模的不断增大，大容量光伏发电成为当今世界光伏发电的发展趋势，大容量光伏并网逆变器作为光伏并网系统的核心成为了研究热点。本文将级联多电平光伏变流器作为研究对象，对其接入电网时的关键技术进行了深入的研究。
　　本研究主要内容包括：⑴研究了光伏电池的数学模型和输出特性，介绍了各种传统的最大功率跟踪方法，重点研究了改进干扰观察法，并通过仿真证明该方法具有很好的最大功率跟踪性能。介绍了级联多电平变流器的拓扑结构，详细的分析了级联型多电平变流器的工作原理和数学模型，并介绍了各种多电平变流器的PWM控制方法，重点对多电平变流器的载波移相控制方法进行了研究，该控制方法可以有效降低逆变器的谐波输出，提高电能质量。⑵在分析级联多电平变流器特性的基础上，阐述了兆瓦级多电平变流器接入电网的结构与控制方法，研究了采用电网调控信号对系统功率进行控制的并网控制方法，以及利用变流器对本地负载进行无功补偿，并通过仿真证明该控制方法的可行性。⑶对变流器的孤岛效应进行研究，分析了孤岛效应产生的机理，介绍了孤岛效应的相关检测标准和各种孤岛效应的检测方法。在此基础上研究了周期性扰动检测方法，并通过仿真证明该方法可以很好的检测出系统的孤岛状态，并及时作出响应，确保了并网系统的安全性和稳定性。

目录

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 课题研究背景

1.3 逆变技术研究现状

1.4 多电平变流器的研究现状与发展趋势

1.5 本文研究内容

第二章 光伏电池及最大功率跟踪技术

2.1 光伏电池

2.2 DC/DC电路分析

2.3 最大功率跟踪控制策略

2.4 光伏阵列最大功率跟踪控制仿真

第三章 级联型多电平变流器的研究

3.1 级联型多电平变流器拓扑结构及工作原理

3.2 级联型多电平变流器的数学模型

3.3 多电平变流器控制技术

3.4 载波移相控制方法

3.5 载波移相控制方法仿真研究

3.6 本章小结

第四章 级联多电平光伏变流器并网系统

4.1 级联多电平光伏变流器接入系统结构

4.2 并网潮流控制

4.3 变流器的无功补偿

4.4 级联多电平光伏变流器接入电网控制仿真

4.5 本章小结

第五章 孤岛效应的检测方法

5.1 孤岛效应概述

5.2 孤岛效应的机理及危害

5.3 孤岛效应检测标准

5.4 孤岛检测方法

5.5 周期性扰动AFDPF法的工作原理

5.6 孤岛检测仿真

5.7 本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢