直接功率控制在三相光伏并网中的研究

摘要

能源危机、环境污染给人类可持续发展带来了严重威胁，可再生清洁能源的利用与研究成为人们关注的焦点。光伏并网的核心就是将直流侧的太阳能与交流侧电网相连接，实现能量传递，这样就可以补充电网能源的不足，从而提供给用户使用。现阶段光伏并网技术还存在着如下主要难题：1.光伏材料制作成本高，制作工艺需要条件高，2.光伏电池将辐射在其表面的太阳能转化为可利用能源的效率低，3.实时跟踪太阳能电池输出最大功率存在困难，4.光伏并网对整个电网系统稳定性、安全性及可靠性存在一定影响。鉴于以上存在难题，本文重点分析了3、4点，并着重研究了并网控制策略。
　　并网逆变器是新能源与电网相结合的枢纽，基于现阶段，光伏并网系统存在谐波污染严重、功率因数低、控制系统复杂以及动态性能差等问题。本文根据瞬时功率理论，建立了并网逆变器的功率数学模型，将直接功率控制（direct power control，DPC）策略应用于三相光伏并网系统中，分析了传统开关表存对无功、有功功率调节能力差、存在不可控区等不足之处，提出了一种新型的开关表。
　　由于传统DPC需要四类传感器来为控制策略提供实时监测数据，由于传感器过多使用，增加了控制系统成本。基于以上原因，借鉴交流电机定子磁链的概念，引入了虚拟磁链(VF)概念，将虚拟磁链与直接功率相结合，实现了无电网电压传感器的直接功率控制光伏并网，同时传统滞环比较的直接功率控制开关频率不固定，为解决此问题，将VF-DPC控制系统与空间矢量（SVM）相结合，实现了VF-DPC-SVM的光伏并网。对未来新能源开发利用具有良好的工程应用价值。

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第一章 绪论

1.1 光伏并网研究背景及价值

1.2 光伏发电的特点

1.3 光伏并网特性分类

1.4 光伏并网发电近年来发展现状及趋势

第二章 光伏电池建模及MPPT控制方法

2.1 太阳能电池工作特性

2.2 最大功率点跟踪

2.3 本章小结

第三章 瞬时功率理论

3.1 瞬时功率理论介绍

3.2 三相电压型光伏并网数学分析

第四章 基于直接功率控制策略的三相光伏并网研究

4.1 基于直接功率控制策略的三相光伏并网研究

4.2 新型开关表的直接功率控制的三相光伏并网研究

4.3 基于Matlab/simulink仿真建模

4.4 仿真结果分析

4.5 本章小结

第五章 基于虚拟磁链直接功率控制三相光伏并网研究

5.1 虚拟磁链直接功率控制原理

5.2 基于VF-DPC-SVM控制光伏并网

5.3 定频SVPWM调制

5.4 虚拟磁链观测器设计

5.5 基于Matlab/simulink仿真建模

5.6 仿真结果分析

5.7 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

个人简历 攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢