【摘 要】
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光伏并网发电已经成为21世纪重要的绿色能源之一,由于单相光伏并网逆变器具有成本低、占地面积小等特点,单相DPV装机容量增长迅速,其输出并网电流的质量对电网和用户会产生直接影响,因此需要关注光伏并网的电能质量问题。本文在此背景下,对单相分布式光伏并网控制开展研究,利用其单相并网的特点研究本地式及集中式控制策略,实现单相分布式光伏治理配电网三相不平衡问题。同时通过控制虚拟基波负序电阻型逆变器吸收电网中
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光伏并网发电已经成为21世纪重要的绿色能源之一,由于单相光伏并网逆变器具有成本低、占地面积小等特点,单相DPV装机容量增长迅速,其输出并网电流的质量对电网和用户会产生直接影响,因此需要关注光伏并网的电能质量问题。本文在此背景下,对单相分布式光伏并网控制开展研究,利用其单相并网的特点研究本地式及集中式控制策略,实现单相分布式光伏治理配电网三相不平衡问题。同时通过控制虚拟基波负序电阻型逆变器吸收电网中的基波负序电压,也可以实现三相分布式光伏治理配电网三相不平衡问题。本文首先总结了配电网三相不平衡的问题及治理现状,将现有治理装置与DPV并网装置进行对比。然后研究了boost电路、最大功率点追踪算法和基于电压电流双闭环控制的逆变器控制策略,通过构建虚拟同步旋转坐标系实现逆变器有功和无功直流分量独立控制,DPV并网达到了功率补偿器的效果。研究了DPV并网的本地式控制策略,分析三个阶段有功无功输出特点及限制条件。本文研究了多个单相DPV并网的集中式控制策略,首先介绍了利用低压配电网自动化设备实现节点实时运行数据上传及控制指令下达的通信网络系统。然后以系统电压三相不平衡度加权值最小和系统有功网损最小为目标函数,设置等式及不等式约束条件,将适用于单辐射型配电网的前推回代法潮流计算算法与改进PSO算法进行整合进行寻优,确定多个单相DPV并网电流指令,实现集中式控制多个单相分布式光伏并网解决配电网三相不平衡问题。本文研究了三相光伏逆变器参与配电网三相不平衡治理的控制策略。分析了电阻并网对PCC处负序电压的抑制作用,利用虚拟负序电阻型逆变器实现既不消耗有功又能抑制负序电压。为了解决配电网三相不平衡问题,因此通过FFT实现对基波负序分量的独立控制,使基波负序电压和基波负序电流同在幅值上相差一个倍数,在相位上相同,经虚拟基波负序电阻型逆变器输出到电网中,实现降低系统基波负序电压的效果,从而实现配电网三相不平衡治理的控制策略。根据配电网实例在仿真软件MATLAB/Simulink上搭建了含DPV的20节点配电网系统仿真模型,在光照强度及有功出力不同的条件下构建了三个场景对光伏系统的有功控制、无功补偿、三相不平衡治理控制策略等内容进行仿真和分析,证明了控制策略的有效性。
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