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随着全球工业化进程的持续加快,能源紧缺、环境污染和气候变暖等诸多问题变得日益突出。在众多新能源产业中,光伏发电由于其自身特性而一枝独秀。然而,由于受天气变化、昼夜交替、太阳能能量密度低和系统稳定性差等诸多客观条件的制约,光伏并网系统的实际有效利用率很低。与此同时,随着我国工业化进程的加快,配电系统中各类非线性、冲击性以及不平衡用电设备在各行各业被广泛使用[1]。这些负载消耗无功产生谐波,严重污染了电网,降低了电能质量,而类似IT、医疗以及微电子等这样现代高精密行业对电能质量的要求却越来越高。传统无源滤波设备早已显得力不从心,在此背景下,对有源电力滤波器(APF)的研究同样意义重大。
针对以上问题,本文对光伏并网发电系统和APF在系统结构、控制方法和使用功能等方面都进行了比较分析,对涉及到的主要技术进行了相应的理论和实验验证,发现二者在很多方面有着相同之处,由此推断对二者实施统一控制具有可行性。以此为基础,将光伏并网发电系统和APF作为研究对象,在硬件拓扑结构和软件控制方法上进行适当拓展,并实施统一控制,使系统在光伏并网发电的同时,能够对电网中的无功和谐波进行有效补偿,实现光伏并网发电与有源滤波的融合。统一控制系统不仅扩展了原有系统功能,提高设备利用率,节省单独配置APF额外花费的硬件投入。
文章分析了光伏发电技术当前的发展现状与不足,指出了本文选题的目的与意义。对比分析了光伏并网发电系统和并联型APF的基本拓扑结构和工作原理,建立了统一控制仿真模型。在电流检测部分,采用基于瞬时无功功率的ip-iq方法,对被测电流中有功、无功和谐波实现检测与分离。之后,针对如何实现各电流分量的综合控制,本文提出了控制决策表这一新颖的控制思路,兼顾了并网逆变器的有功输出和无功、谐波补偿能力等客观因素,能够根据负载和电网的不同状态而准确灵活地调整各控制量的大小及其相应组合,适时选择并网发电或者进行有源滤波,充分利用光伏并网系统的设备容量,提高设备利用率。
最后,在MATLAB/Simulink环境下对上述系统建模仿真,验证了本控制策略的有效性和正确性,且效果显著。
针对以上问题,本文对光伏并网发电系统和APF在系统结构、控制方法和使用功能等方面都进行了比较分析,对涉及到的主要技术进行了相应的理论和实验验证,发现二者在很多方面有着相同之处,由此推断对二者实施统一控制具有可行性。以此为基础,将光伏并网发电系统和APF作为研究对象,在硬件拓扑结构和软件控制方法上进行适当拓展,并实施统一控制,使系统在光伏并网发电的同时,能够对电网中的无功和谐波进行有效补偿,实现光伏并网发电与有源滤波的融合。统一控制系统不仅扩展了原有系统功能,提高设备利用率,节省单独配置APF额外花费的硬件投入。
文章分析了光伏发电技术当前的发展现状与不足,指出了本文选题的目的与意义。对比分析了光伏并网发电系统和并联型APF的基本拓扑结构和工作原理,建立了统一控制仿真模型。在电流检测部分,采用基于瞬时无功功率的ip-iq方法,对被测电流中有功、无功和谐波实现检测与分离。之后,针对如何实现各电流分量的综合控制,本文提出了控制决策表这一新颖的控制思路,兼顾了并网逆变器的有功输出和无功、谐波补偿能力等客观因素,能够根据负载和电网的不同状态而准确灵活地调整各控制量的大小及其相应组合,适时选择并网发电或者进行有源滤波,充分利用光伏并网系统的设备容量,提高设备利用率。
最后,在MATLAB/Simulink环境下对上述系统建模仿真,验证了本控制策略的有效性和正确性,且效果显著。