光伏發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越控制策略研究

2.5萬字 75頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘要
隨著傳統(tǒng)石化能源儲(chǔ)量減少以及環(huán)境問題日益突出，光伏發(fā)電行業(yè)在全世界范圍得到快速發(fā)展。光伏并網(wǎng)電站安裝容量的不斷上升，就目前而言光伏并網(wǎng)系統(tǒng)在電網(wǎng)發(fā)生故障情況下如何應(yīng)對變得尤為重要，尤其是對短暫的電網(wǎng)電壓異常情況下保持電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行有著極為重要的意義，光伏發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越能力也成為光伏發(fā)電設(shè)備設(shè)計(jì)制造控制技術(shù)上的最大挑戰(zhàn)之一。國家規(guī)定光伏發(fā)電系統(tǒng)在電網(wǎng)電壓跌落一定時(shí)間段內(nèi)不能脫離電網(wǎng)運(yùn)行，并且需要對電網(wǎng)提供一定的無功支撐保證電網(wǎng)不間斷運(yùn)行。本文研究光伏發(fā)電系統(tǒng)在電壓跌落時(shí)的穿越控制策略，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和應(yīng)對短暫的電網(wǎng)故障能力，并通過MATLAB仿真模擬電網(wǎng)跌落時(shí)控制策略的正確性。
本文主要圍繞光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生對稱故障、不對稱故障時(shí)的低電壓穿越控制策略展開研究。先根據(jù)光伏并網(wǎng)逆變器在三相ABC靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，通過變換得到兩相 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。針對電網(wǎng)發(fā)生三相對稱跌落，采用了電壓、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，采用了一種通用的PI（比例積分）控制器參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。分析了基于電壓定向矢量控制的低電壓穿越控制策略，結(jié)合直流卸荷電路，保證電網(wǎng)發(fā)生三相對稱故障時(shí)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)依然能夠保持穩(wěn)定運(yùn)行；對電網(wǎng)發(fā)生不對稱三相電壓跌落時(shí)的運(yùn)行特性進(jìn)行分析，針對目前正負(fù)序電量分離存在的問題，采用了基于鎖相環(huán)技術(shù)進(jìn)行電網(wǎng)電壓、電流正負(fù)序分離提取的方法，分析了電網(wǎng)正序電壓定向的矢量控制策略，結(jié)合直流側(cè)卸荷電路，保證電網(wǎng)發(fā)生各種不對稱電壓跌落時(shí)光伏并網(wǎng)逆變器的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，通過MATLAB仿真，對本文提出的低電壓穿越控制策略進(jìn)行電網(wǎng)故障條件下的仿真驗(yàn)證，證明了本文理論分析的正確性。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電系統(tǒng)；低電壓穿越；控制策略