三相光伏并網(wǎng)逆變器控制方法研究及裝置研制

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1、學(xué)校代號(hào)10532學(xué)號(hào)S12092007分類號(hào)TM76密級(jí)公開碩士學(xué)位論文三相光伏并網(wǎng)逆變器控制方法研究及裝置研制學(xué)位申請(qǐng)人姓名李澤斌培養(yǎng)單位電氣與信息工程學(xué)院導(dǎo)師姓名及職稱羅安教授學(xué)科專業(yè)電氣工程研究方向電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化論文提交日期2015年4月30日學(xué)校代號(hào)：10532學(xué)號(hào)：S12092007密級(jí)：公開湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文三相光伏并網(wǎng)逆變器控制方法研究及裝置研制學(xué)位申請(qǐng)人姓名：李澤斌導(dǎo)師姓名及職稱：羅安教授培養(yǎng)單位：電氣與信息工程學(xué)院專業(yè)名稱：電氣工程論文提交日期：2015年4月30日論文答辯日期：2015年5月16日答辯委員會(huì)主席

2、：李欣然教授TheResearchandDevelopmentofThree-PhasePhotovoltaicGrid-ConnectedInverterByLIZebinB.E.(CentralSouthUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySupervi

3、sorProfessorLUOAnApril,2015湖南大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加Ｗ標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：如Ｖ日期：適年ｒ月詩(shī)日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書、本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文

4、的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學(xué)可Ｗ將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可［＾采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于１．保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。２．不保密囚。＂＂（請(qǐng)?jiān)冢咨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打Ｖ）＇請(qǐng)＾日期作者簽名；重拜：ｒ月日＞＊導(dǎo)師簽名；日期；月日ｉｒ年ｒ三相光伏逆變器的研制摘要隨著化石能源的日益衰竭和溫室效應(yīng)的愈發(fā)嚴(yán)重，各國(guó)政府都在努力改變能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，積極推進(jìn)可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。其中光伏發(fā)電由于具有能量來源取之不竭、用

5、之不盡，發(fā)電過程不會(huì)污染環(huán)境，系統(tǒng)適用范圍廣、運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)成為近年來人們研究的熱點(diǎn)。但是太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率較低，它的輸出功率也會(huì)隨外界環(huán)境而發(fā)生變化，所以必須采用一定的控制策略使之始終工作在最大功率點(diǎn)處。此外，光伏陣列輸出的是直流電能，因此需要利用并網(wǎng)逆變器將其轉(zhuǎn)換為交流電能，然后經(jīng)過濾波器濾除其中的高次諧波后，再將這些電能并入電網(wǎng)。本文以“30kW光伏并網(wǎng)逆變器的研制”項(xiàng)目為依托，在逆變器的控制技術(shù)、最大功率點(diǎn)跟蹤策略以及裝置研制等方面進(jìn)行了深入研究。論文首先介紹分析了工頻隔離型、高頻隔離型、單級(jí)非隔離型以及多級(jí)非隔離型三相光伏并網(wǎng)

6、逆變器這四種常用的光伏發(fā)電系統(tǒng)電路拓?fù)?，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、裝置成本和運(yùn)行效率等方面進(jìn)行比較，并結(jié)合本文的研究?jī)?nèi)容，確定選用多級(jí)非隔離型三相光伏并網(wǎng)逆變器作為主電路拓?fù)?。然后根?jù)輸出濾波器的不同，在三相靜止坐標(biāo)系中建立了L型和LCL型多級(jí)非隔離三相光伏并網(wǎng)逆變的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)它們輸出濾波器的濾波特性進(jìn)行了分析和對(duì)比，為下一步逆變器控制策略的研究提供了理論基礎(chǔ)。針對(duì)LCL型并網(wǎng)逆變器存在的諧振問題，系統(tǒng)研究了并網(wǎng)電流反饋控制和逆變器輸出電流反饋控制的控制模型與開環(huán)傳遞函數(shù)。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于逆變器輸出電流反饋和電網(wǎng)電壓、電容電流前饋的準(zhǔn)PR

7、電流內(nèi)環(huán)控制策略。接著，本文在簡(jiǎn)要介紹了恒定電壓法、短路電流比例系數(shù)法、擾動(dòng)觀測(cè)法、電導(dǎo)增量法等幾種典型的MPPT控制策略后，針對(duì)閉環(huán)MPPT控制方法存在的跟蹤速度慢和功率震蕩問題，結(jié)合太陽能電池的輸出特性曲線和Boost升壓電路的工作原理，提出一種新穎的MPPT控制方法。最后，對(duì)多級(jí)非隔離LCL型三相光伏并網(wǎng)逆變器進(jìn)行了仿真分析，并研制了一臺(tái)30kW的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文所研究的控制策略能夠使光伏陣列快速工作在最大功率點(diǎn)處，有效抑制LCL濾波器的諧振問題，減小電流內(nèi)環(huán)的穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)和并網(wǎng)電流質(zhì)量。關(guān)鍵詞：光伏

8、并網(wǎng)逆變器；LCL濾波器；電流內(nèi)環(huán)；逆變器輸出電流反饋；準(zhǔn)PR控制；最大功率點(diǎn)跟蹤II碩士學(xué)位論文AbstractWiththeincreasingexhaustionoffossilener