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)電設備設計制造控制技術上的最大挑戰(zhàn)之一。國家規(guī)定光伏發(fā)電系統(tǒng)在電網(wǎng)電壓跌落一定時間段內不能脫離電網(wǎng)運行，并且需要對電網(wǎng)提供一定的無功支撐保證電網(wǎng)不間斷運行。本文研究光伏發(fā)電系統(tǒng)在電壓跌落時的穿越控制策略，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和應對短暫的電網(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靜止坐標系下的數(shù)學模型，通過變換得到兩相 旋轉坐標系下的數(shù)學模型。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)化設計方法。分析了基于電壓定向矢量控制的低電壓穿越控制策略，結合直流卸荷電路，保證電網(wǎng)發(fā)生三相對稱故障時并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)依然能夠保持穩(wěn)定運行；對電網(wǎng)發(fā)生不對稱三相電壓跌落時的運行特性進行分析，針對目前正負序電量分離存在的問題，采用了基于鎖相環(huán)技術進行電網(wǎng)電壓、電流正負序分離提取的方法，分析了電網(wǎng)正序電壓定向的矢量控制策略，結合直流側卸荷電路，保證電網(wǎng)發(fā)生各種不對稱電壓跌落時光伏并網(wǎng)逆變器的穩(wěn)定運行。同時，通過MATLAB仿真，對本文提出的低電壓穿越控制策略進行電網(wǎng)故障條件下的仿真驗證，證明了本文理論分析的正確性。

關鍵詞：光伏發(fā)電系統(tǒng)；低電壓穿越；控制策略