光伏逆变器低电压穿越技术的研究

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现如今,光伏发电作为一种有效缓解能源压力方法的同时,其并网系统的接入对现有电网的不良影响也引起了广泛关注。电网出现电压故障的过程中,光伏并网系统的瞬间脱离将使得电网故障加剧。这样看来,研究光伏逆变器低压穿越性能对提高电网稳定性具有一定的实用意义。
  光伏并网逆变器作为控制策略的实施主体,国内外围绕其所展开的研究已有颇有成果,本文以熟悉这些研究为基础,结合低压穿越控制策略的发展需要,确立了适用于本项目的逆变器数学模型和基本的并网控制方法,重点研究了电网电压值暂时性故障两种类型的电参数特征,找出了制定不同类型故障下设计上需解决的核心问题,对逆变系统分别确定了应对的低压穿越控制方法。以限制逆变器输出电流大小为前提,提出了根据电网电压跌落深度对于输出有功,无功电流的调配,根据无功补偿恢复电压的原理,使逆变器实现三相电压值同步骤降时的低压穿越;考虑三相电压不对称时产生的负序分量对控制环节输出功率以及波形调制时干扰,确立了一种通过将电网电压信号分离滤波并准确提取正序电压分量的锁相控制模块——基于双二阶积分的同步坐标系锁相环,以此辅助逆变系统完成不对称电压骤降时的低压穿越。
  为了验证提出的并网以及低压穿越策略的正确性和实用性,本文首先在MATLAB仿真平台中搭建了模型,设定参数与控制模块后,进行了仿真验证,模拟了正常并网与电压骤降时的情形,仿真波形验证了逆变系统能正常并网,并且低压穿越过程中能不超流输出继续运行,电压不对称骤降情况下输出电流平稳,对称,穿越完成后,逆变系统能迅速正常并网供电。通过设计500kW光伏逆变器样机,搭建实验平台对逆变器并网指标,低压穿越指标进行了实际的样机验证,从监测仪以及探头的显示上来观察,各项数据与波形均达到了预期效果,进一步证实了本文确立控制策略的正确性。
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