【摘 要】
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随着光伏发电技术的持续发展,光伏电站的装机容量也在不断提高,使得其对电网的影响也愈加显著。当电网因故障或扰动问题出现电压跌落现象时,光伏并网系统会因过电压或过电流
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随着光伏发电技术的持续发展,光伏电站的装机容量也在不断提高,使得其对电网的影响也愈加显著。当电网因故障或扰动问题出现电压跌落现象时,光伏并网系统会因过电压或过电流导致其突然脱网运行从而对电网稳定性造成一定的影响。为了保证光伏并网系统不脱网运行,平稳的渡过电压跌落期,低电压穿越技术成为了大力发展光伏并网发电的关键环节。传统的低电压穿越多采用双闭环控制策略,且控制方法以PI控制器为主,然而PI控制器对电压跌落特别是跌落到零时所导致的系统直流母线电压波动等扰动抑制效果不尽人意;线性自抗扰控制器是根据PID控制器的基础上进行研究发展的新型控制器,以其对总扰动的反馈补偿作用,使得控制系统能够从根源上消除误差的影响。所以,本文使用线性自抗扰控制器替换PI控制器应用于光伏并网逆变器的双闭环控制策略中,有效的增强系统实现低电压穿越的能力。首先,针对光伏并网系统两级式结构进行分析,建立并网逆变器部分的数学模型,通过分析电网发生低电压故障时并网系统的运行特性,提出对并网逆变器采用双闭环控制策略进行控制,以此实现并网系统低电压穿越功能。其次,通过对PID控制器局限性的分析,提出了可以对总扰动进行实时观测补偿的线性自抗扰控制器,并且对线性自抗扰控制器的结构及原理进行分析。通过使用线性自抗扰器进行控制,不仅可以简化控制系统结构,还降低了理论分析难度,减少了参数整定的工作量。最后,分析电网电压跌落故障类型,根据并网逆变器控制方式的变化搭建相应的仿真模型。对称跌落故障时采用基于电网电压定向的双闭环控制策略,不对称跌落故障时采用基于正负旋转坐标轴控制的双闭环控制策略,分别使用线性自抗扰控制器替换电压外环的PI控制器,通过仿真实验表明,当并网点发生电压跌落时,并网逆变器采用基于线性自抗扰的低电压穿越控制策略,不仅能够有效抑制直流侧母线电压波动,维持并网系统不脱网运行,还能够提供一定的无功功率支撑电网电压快速恢复,提高了并网系统的低电压穿越能力。
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