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近年来,能源危机日趋严重,基于环境保护与可持续发展的理念,光伏并网发电技术迎来了发展机遇。随着两级式光伏并网逆变器的广泛使用,其控制策略的研究受到了国内外学者的广泛关注。本文以两级三相式光伏并网逆变器为研究对象,首先对于前级DC/DC环节,设计改进的最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)算法实现光伏电池的最大功率点跟踪。其次对于DC/AC逆变环节,针对正常电网环境下,设计适用于逆变器的控制策略,弱电网条件下,锁相环会对系统的稳定性造成影响,在此基础上,提出改进的并网逆变器控制方法提高系统稳定性。全文的主要工作内容可以归纳为以下几点:
首先,本文建立了适用于实际工程的光伏电池数学模型,结合数学模型分析了其输出特性。对比了几种常用的MPPT算法。结合光伏电池的输出特性,提出了一种变步长模糊MPPT算法。与变步长电导增量法对比仿真,验证了所提出方法具有输出功率稳态波动小,动、静态性能良好的优点。
其次,对三相LCL型光伏并网逆变器进行建模分析。对比了比例谐振PR(Proportional-Resonant Controller)控制策略和准比例谐振(Quasi-Proportional Resonance Control)控制策略的优缺点。为了改进准PR控制策略,介绍了模糊控制策略,根据理论分析结合控制要求设计出模糊控制器,对准PR控制器的控制参数进行实时微调。通过Matlab/Simulink仿真验证了模糊准PR控制具有电流谐波含量低,稳态精度高的优点。
最后,采用谐波线性化建模方法对三相LCL型并网逆变器进行阻抗建模,通过伯德图结合阻抗判据对弱电网条件下考虑锁相环影响时并网逆变器的稳定性进行分析。提出了一种在锁相环前串联级联低通滤波器的方法减小锁相环的影响,进而提高并网系统的稳定性。通过Matlab/Simulink仿真验证了所提方法的有效性。
首先,本文建立了适用于实际工程的光伏电池数学模型,结合数学模型分析了其输出特性。对比了几种常用的MPPT算法。结合光伏电池的输出特性,提出了一种变步长模糊MPPT算法。与变步长电导增量法对比仿真,验证了所提出方法具有输出功率稳态波动小,动、静态性能良好的优点。
其次,对三相LCL型光伏并网逆变器进行建模分析。对比了比例谐振PR(Proportional-Resonant Controller)控制策略和准比例谐振(Quasi-Proportional Resonance Control)控制策略的优缺点。为了改进准PR控制策略,介绍了模糊控制策略,根据理论分析结合控制要求设计出模糊控制器,对准PR控制器的控制参数进行实时微调。通过Matlab/Simulink仿真验证了模糊准PR控制具有电流谐波含量低,稳态精度高的优点。
最后,采用谐波线性化建模方法对三相LCL型并网逆变器进行阻抗建模,通过伯德图结合阻抗判据对弱电网条件下考虑锁相环影响时并网逆变器的稳定性进行分析。提出了一种在锁相环前串联级联低通滤波器的方法减小锁相环的影响,进而提高并网系统的稳定性。通过Matlab/Simulink仿真验证了所提方法的有效性。