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近年来清洁能源比重不断上涨,但光伏发电的度电成本远高于水力、风力发电等。除发电设备昂贵、寿命较短外,光伏阵列的效率低下是发电成本难以下降的主要原因,因此如何提高光伏阵列的效率、使用更快速更稳定的追踪技术仍然是一个重要课题。而随着光伏电站装机容量不断增大,为了保证故障时电网能够持续稳定的并网,光伏发电低电压穿越技术被提出并受到了广泛的重视。 基于以上两个问题,本文对光伏阵列、最大功率点追踪、逆变器并网控制策略及低电压穿越控制策略进行了研究,并在光伏发电的最大功率点追踪环节提出了一种新的控制策略。所做主要工作如下: 首先对光伏电池的数学模型及工程模型进行了推导及简化,得到了I-V特性曲线与P-V特性曲线,并在PSCAD/EMTDC中对其进行建模,分别仿真出不同环境条件下的特性曲线,经验证与数学模型推导的曲线一致。 接着对最大功率追踪常用的方法进行分析与比较,并提出一种新的控制策略—分区域控制法,该方法根据外界环境的变化,实时切换三种不同的控制方法,使光伏阵列始终运行在最优的控制策略上。经PSCAD/EMTDC建模验证,与电导增量法相比,无论是在标况下及环境突变时,精度及追踪速度均有一定优势。 然后对逆变系统进行了深入研究,对其数学模型进行了推导,选取了基于电网电压定向的控制策略,并对其中的电流前馈解耦、电压电流双闭环控制设计以及SVPWM控制方法进行了说明。工程建模经PSCAD/EMTDC平台验证,可以正确的实现将直流电能转化为频率和电压都恒定的交流电能。 最后,当电网发生三相对称故障时,经过对系统动态特性的分析,釆用了基于无功支撑的低电压穿越控制策略,此控制策略能够在电网电压发生跌落时限制电流突增,避免了系统解列,并通过无功功率输送提高了并网点电压。经过 PSCAD/EMTDC仿真验证,当故障电压跌落70%及40%时,光伏电站均能够完成低电压穿越。