非隔离型光伏电站并网直流分量抑制方法研究

【摘要】：随着非隔离型逆变器在光伏并网系统中的普及,直流分量注入问题受到越来越多的重视。本文旨在解决非隔离型光伏电站并网直流分量注入问题,提出两种直流注入抑制方法消除并网直流分量,保证电网及交流用电设备安全稳定运行。本文深入分析了非隔离型光伏逆变器件的结构及工作原理,研究了当前解决直流注入问题的几种常用方法,并分析了这些方法各自的优缺点。针对采用单相非隔型逆变器的小型光伏电站,提出一种基于检测补偿原理的抑制直流注入方法。首先分析得出逆变器输出电压中所含直流分量与逆变器基准正弦波中所含直流分量成近似线性关系的结论,继而利用采样电路得到并网电压中的直流分量,经过调制模块生成直流调制信号,最后将此调制信号在并网逆变器基准正弦波上反馈叠加,通过逆变器双闭环控制的外环电压控制消除并网电压中的直流分量。仿真和实验证明本方法对系统运行影响小,能有效消除单相非隔离型逆变器并网电压中的直流电压分量。针对采用组串式三相非隔型逆变器的含SVG大型屋顶光伏电站,提出一种基于SVG直流侧基频纹波电压的间接抑制并网直流分量方法。首先分析得出系统并网电流中所含直流分量与系统内SVG直流侧电容基频纹波电压成比例关系,继而对SVG直流侧基频纹波电压经过虚拟dq变换和LPF滤波处理,最后对其构建闭环负反馈,将处理信号经反馈环节后输入至U1d端,在消除纹波电压的同时间接消除并网直流分量。本方法在无需对并网直流分量准确检测的前提下仍能实现很好地直流抑制效果,且系统无需增加外设硬件电路,具有较高的工程实用价值。 【关键词】：光伏电站 直流注入 非隔离型逆变器 双闭环控制 太阳能电池
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615;TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 太阳能光伏发电研究背景9-10
• 1.2 太阳能光伏发电发展状况10-15
• 1.2.1 国外发展现状10-12
• 1.2.2 国内发展现状12-15
• 1.3 直流注入抑制的常用方法分析15-17
• 1.4 本文的主要工作17-18
• 第二章 太阳能光伏电池及光伏逆变器18-33
• 2.1 太阳能电池相关技术18-26
• 2.1.1 太阳能电池工作原理及特性分析18-22
• 2.1.2 太阳能电池数学模型及MPPT控制22-26
• 2.2 太阳能光伏逆变器26-31
• 2.3 非隔离型光伏逆变并网直流分量产生原因分析31-32
• 2.4 直流注入的危害32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 小型光伏电站并网直流分量抑制方法33-48
• 3.1 小型光伏电站结构33-34
• 3.2 单相非隔离型光伏逆变器拓扑结构及控制34-38
• 3.2.1 单相非隔离型逆变器拓扑结构34-36
• 3.2.2 单项非隔离型逆变器双闭环控制36-38
• 3.3 单相非隔离型光伏逆变器直流分量分析38-39
• 3.4 检测补偿法抑制直流注入39-43
• 3.4.1 并网直流分量采样40-41
• 3.4.2 直流调制信号生成41-42
• 3.4.3 直流调制信号基波反馈叠加42-43
• 3.5 仿真及分析43-46
• 3.5.1 系统仿真43-45
• 3.5.2 实验验证45-46
• 3.6 本章小结46-48
• 第四章 大型屋顶光伏电站直流注入抑制方法48-61
• 4.1 大型屋顶光伏电站结构48-51
• 4.2 三相非隔离型光伏逆变器拓扑结构及控制51-53
• 4.3 并网直流分量与SVG直流侧电压分析53-54
• 4.4 并网直流分量抑制54-56
• 4.5 仿真分析56-60
• 4.5.1 仿真模型设计56-57
• 4.5.2 仿真结果分析57-60
• 4.6 本章小结60-61
• 第五章 结论与展望61-63
• 5.1 研究工作总结61-62
• 5.2 展望62-63
• 参考文献63-67
• 攻读学位期间主要的研究成果67-68
• 致谢68

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