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光伏并网发电系统若干问题研究

张国月  
【摘要】:能源短缺已成为制约当今社会快速发展的主要阻碍,开发利用可再生清洁能源,对于缓解能源紧张和环境污染起到了重要作用。由于具有清洁、高效、易于大规模开发利用等优点,太阳能光伏并网发电得到了各国政府和科研机构的高度关注。目前,传统的光伏并网发电技术存在一些制约其大规模可靠利用的瓶颈问题。 例如,传统的光伏并网逆变器均采用电压电流双闭环PI控制方法,但其固有的控制路径耦合问题,严重影响了逆变器输出电流波形质量,增大了入网电流总谐波畸变;采用无变压器非隔离型结构的光伏并网系统造成了诸如直流电流偏置、接地故障电流(或称漏电流)等问题,恶化了电能质量。 为此,本文着重研究三相光伏并网发电系统中逆变器的控制策略,并进行了实验验证。具体包括:(1)分析了光伏发电系统的拓扑结构及最大功率电跟踪技术,在深入探讨并网逆变器采用的空间矢量脉宽调制算法和电压电流双闭环PI控制方法的基础上,提出了一种新型的多内模控制技术,实现了逆变器输出电流的解耦和性能优化;(2)对反孤岛保护、直流电流偏置和漏电流等进行了分析,并提出了相应的改进措施;(3)建立了一套20kW三相光伏并网发电系统实验样机,验证了所提出方法的有效性。


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