光伏发电系统逆变器并联运行控制研究

摘要

随着能源危机与环境恶化的日益加剧，对于新能源的开发和利用受到越来越广泛的关注。光伏发电技术被认为是最具有发展前景的新能源技术，正在逐渐成长为未来主导的新能源利用方式之一。在工业生产和社会生活发展的进程中，对供电系统的容量和可靠性提出了越来越苛刻的要求，单台光伏发电装置在应用上渐渐显示出了局限性。采用逆变器并联的运行方式，既可以大大增加系统容量又使得系统具有了冗余性，从而可以更好地保障供电系统的可靠性和灵活性，对光伏发电技术的发展具有重大影响。所以，论文选择了光伏发电系统逆变器并联运行技术作为研究内容。 论文对单相逆变器的并联控制技术进行了深入研究。首先分析了单台逆变器运行的原理，建立了单台逆变器的数学模型，并分别设计了逆变器输出端的LC滤波器、电流内环控制和电压外环控制回路，通过对输出的电压波形进行瞬时补偿，大大减小输出电压的畸变率，从而提升输出电压的稳定度和精度。在此基础上，搭建了两台逆变器并联运行的数学模型，详细分析了逆变器并联系统环流产生的机理，得出并联逆变器输出电压幅值和相位的差异是导致系统环流的重要因素，并通过Matlab/Simulink仿真软件，对影响环流的不同因素进行了仿真，得出可以通过调节系统输出功率来减小电压幅值差异和相位差异的重要结论。 针对传统下垂控制仅考虑到有功调频、无功调压可能产生的误调节问题，对传统的下垂方法进行了改进。论文通过综合考虑逆变器输出功率对输出电压的影响，提出了一种改进的下垂控制策略并计算了改进下垂控制中的相关参数，用以改善逆变器并联系统运行效果。搭建了并联系统仿真模型，并详细介绍了系统中各模块的作用及参数设计。仿真结果表明，采用改进的下垂控制方法可以有效实现并联逆变器之间的功率均分，并减小环流。为提高逆变器并联系统的安全与稳定运行水平提供了一定的技术指导。

目录

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摘要

第一章绪论

1．1课题研究背景

1．1．1光伏发电技术

1．1．2逆变器控制技术

1．2逆变器并联技术研究现状

1．2．1有线并联方案

1．2．2无互联线并联方案

1．3论文的主要工作

第二章单相逆变器运行原理

2．1单相逆变器的模型

2．2 LC滤波器设计

2．3单相逆变器控制技术

2．3．1电流内环设计

2．3．2电压外环设计

2．4单相逆变器双闭环仿真

2．5本章小结

第三章无互联线并联系统环流分析及仿真

3．1逆变器并联运行环流的产生

3．2影响环流的因素分析

3．3空载电压与环流的关系

3．3．1电压幅值对环流的影响

3．3．2电压相位对环流的影响

3．4本章小结

第四章逆变器并联环流抑制方法及仿真

4．1并联系统环流抑制原理

4．2改进的下垂控制方法

4．3下垂控制中系数的确定

4．4并联方案设计

4．5各部分介绍及参数设置

4．5．1 SPWM生成器和LC滤波器

4．5．2电压外环和电流内环

4．5．3下垂控制器

4．6仿真分析

4．7本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录