光伏并网逆变器控制技术的研究

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为解决能源短缺和环境污染两大难题,太阳能光伏发电近年来受到世界各国广泛关注,其中并网逆变器控制技术作为光伏发电系统的关键环节,成为目前研究的热点。本文选择带LCL滤波器的三相桥式并网逆变器为研究对象,分析了LCL滤波器谐振峰产生的原理及抑制的措施,重点讨论了并网逆变器的控制技术,分别从并网电流和输入功率两方面入手研究了三种控制方法,通过仿真分析验证了三种方法的控制性能。首先,对光伏并网发电系统中并网逆变器的拓扑结构进行介绍,在此基础上选择三相桥式逆变器作为本文的研究重点;对LCL滤波器进行参数设计;分析了当前应用比较广泛的并网逆变器控制技术。其次,采用了基于准比例谐振(QPR)控制器的电流双闭环并网控制技术,利用电容电流内环的反馈控制作为有源阻尼来抑制LCL滤波器的谐振峰;在QPR电流双闭环控制技术的基础上,利用谐振环节对特定频率增益无限大的特点,分析了具有抑制特定次谐波能力的谐波补偿器。再次,分析了基于滞环功率控制的并网控制技术,由于该控制方法采用滞环控制,使得开关频率不固定,增大系统的滤波难度,在滞环功率控制的基础上研究了一种基于滤波电感在线估算的定频直接功率控制方法,解决了滞环控制中开关频率不固定的缺点,同时兼具滞环控制的响应速度快,鲁棒性好等优点,最后对两种直接功率控制方法进行比较分析。最后,分析光伏并网逆变器和有源滤波器的工作特点,找出其统一控制的结合点,实现一机多用,降低应用成本,提高系统利用效率。采用基于准比例谐振(QPR)的电流双环控制技术,重点分析了统一控制条件下的三种工作模式。
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