分布式光伏并網發(fā)電系統(tǒng)控制技術研究.pdf

1、當今世界，隨著人口數量的快速增加和人類社會持續(xù)、高速的發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染已經成為當今社會面臨的重要問題。大力發(fā)展新能源，改善能源結構、緩解環(huán)境污染，已經成為世界各國的共識。其中，太陽能光伏發(fā)電以其可靠性、清潔性及取之不盡、用之不竭的特點，正在發(fā)展成為可再生能源甚至世界能源組成中的重要部分。分布式光伏并網發(fā)電是光伏發(fā)電的一種主要形式，其成本低、使用靈活、容易推廣，擁有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＲ虼宋舜罅靠蒲腥藛T進行分布式光伏并網技術研究，

2、并取得了大量的研究成果。但隨著分布式能源的快速發(fā)展，一些新的現象和問題逐漸出現，對分布式光伏并網發(fā)電技術提出了新的要求。
　　本文以單相分布式光伏并網發(fā)電系統(tǒng)為研究對象，分別對系統(tǒng)能量管理、并網電能質量控制、并網安全三個方面展開研究，重點研究光伏最大功率跟蹤（MPPT）技術、并網電流控制技術和孤島檢測技術。本文的主要研究內容如下：
　　1)分析介紹光伏電池輸出特性、等效模型和傳統(tǒng)MPPT算法，特別是光伏電池陣列存在局部陰影或

3、非均勻光照情況時的特性。揭示了在局部陰影條件下光伏電池串聯(lián)陣列輸出特性和串聯(lián)組件電壓的關系，并利用這一特殊關系提出了一種適用于局部陰影情況下的快速MPPT算法。該算法具有自動判斷是否存在局部陰影情況、預測功率曲線極值點位置、快速跟蹤全局最大功率點的優(yōu)勢。最后通過仿真和實驗驗證了該算法能夠有效的跟蹤全局最大功率點，并且較現有的掃描算法在跟蹤速度和能量利用率上都具有明顯優(yōu)勢。
　　2)建立了單相逆變系統(tǒng)數學模型，分析光伏并網系統(tǒng)的工作

4、原理和控制方法。首先引入了電網電壓前饋環(huán)節(jié)，消除電網電壓對并網電流的擾動影響。同時考慮現實中電網阻抗不可忽略且容易變化的現象，提出了一種改進的重復控制并網電流控制策略。該策略將期望電流前饋控制和FIR數字濾波器引入傳統(tǒng)重復控制，在保證并網電能質量的同時，有效提升重復控制的動態(tài)性，并削弱重復控制參數設計對系統(tǒng)精確建模的依賴，提高了算法的實用性。相關仿真和實驗顯示本算法能在期望電流突變后快速響應，同時系統(tǒng)并網電流總諧波畸變小于5％，功率因數

5、大于0.950，滿足國際國內相關標準對并網電能質量的要求。
　　3)闡述了孤島效應產生的原因和危害，并對目前常用的孤島檢測方法進行了介紹。首次對基于主動頻率擾動和電流正反饋擾動檢測方法的多逆變器并網系統(tǒng)進行了分析仿真，闡述了稀釋效應導致孤島檢測失效的機理。在此基礎上提出一種基于參數自適應的主動頻率擾動改進方法。該方法能夠最大限度抑制多孤島檢測算法間的稀釋效應，減小孤島檢測盲區(qū)，加快孤島檢測速度。仿真實驗驗證了本方法能夠在傳統(tǒng)孤島檢