【摘 要】
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近年来,经济、资源、环保(Economy、Energy、Environment,简称3E)已经成为制约社会发展的重要因素,新能源行业的兴起很大程度上缓解了 3E问题带来的社会压力,光伏产业的发展是新能源事业的一个重点,随着光伏产业在电力供应中占的比重越来越大,对其相关技术的研究也安排上日程。对于光伏并网发电系统来说,并网点电压的跌落会影响电力系统电能的质量,甚至是造成光伏系统脱网,因此,各国在大力
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近年来,经济、资源、环保(Economy、Energy、Environment,简称3E)已经成为制约社会发展的重要因素,新能源行业的兴起很大程度上缓解了 3E问题带来的社会压力,光伏产业的发展是新能源事业的一个重点,随着光伏产业在电力供应中占的比重越来越大,对其相关技术的研究也安排上日程。对于光伏并网发电系统来说,并网点电压的跌落会影响电力系统电能的质量,甚至是造成光伏系统脱网,因此,各国在大力发展光伏产业的同时,都发布了相关的技术规范,要求光伏并网发电系统必须具备一定的低电压穿越能力。本文首先分析了光伏并网系统的结构,将系统分解成光伏电池、升压电路以及逆变器部分,在光伏电池部分,介绍能量来源,选择扰动观察法实现最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)技术,提高电能利用率;搭建Boost升压电路,获得合适的输出电压;分析逆变器作用过程,获得不同故障特点下的状态方程;最后使用了基于电压定向控制的双闭环控制结构,完成完整的三相光伏并网发电系统仿真模型的搭建。本文选择在电网对称故障情况下实现低电压穿越能力,对于控制策略的选择,设计了基于PI控制的电流内环和基于自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)的电压外环结构策略,根据自抗扰控制在系统中的作用效果,对算法进行改进,设计了新的非线性函数,提高控制器抑制信号振荡的能力,进一步改善控制器的控制性能。通过MATLAB仿真,获得并网系统电压电流波形,结果表明了改进后的算法可以实现抑制高频振荡的效果,在加快控制速度和抑制外界干扰方面都有较好的控制效果,由于电压跌落造成的电流波动问题也得到有效解决,实现了光伏电站的不脱网运行,增强并网系统的安全性能。在MATLAB仿真的基础上,使用硬件实验平台验证算法的实际应用效果,首先使用PSIM软件建立Simcode模式下的模拟电路,将电路导出为C语言控制程序,再通过CCS软件,将程序导入以DSP芯片为控制器的三相逆变器硬件实验柜,获取实验波形,结果表明,论文所设计的控制策略在硬件设备中获得的波形与仿真波形变化趋势基本一致,控制效果大体相同,说明本文研究的控制算法具有一定的理论意义和是实用意义。图[54]表[3]参[70]
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