光伏并网低电压穿越控制策略探析文档格式.docx

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（3） 储量丰富：

太阳辐射能取之不尽用之不竭

（4） 易开发：

太阳能可就地开发

（5） 无需运输：

光伏电站可就地安装

（6） 政府大力扶持项目：

政府出台一系列便民政策

1.2光伏并网系统关键技术研究现状

由于本篇文章为硕士论文，如需全文请点击底部下载全文链接

1.3低电压穿越技术

1.4论文结构与主要内容

2. 1光伏并网系统的整体结构

2.2光伏电池的数学模型及电气特性

2. 3DC/DC变换器原理分析

2.4最大功率点跟踪（MPPT）技术

2. 5DC/AC逆变器分析

2.6本章小结

3. 1逆变器控制总体结构

3.2故障穿越过程中的控制逻辑

3.3滑模变结构控制理论与三要素

3.4滑模控制器

3. 5仿真结果分析

3. 6本章小结

4. 1STATCOM简介

4.2STATCOM的直接电压控制原理

4. 3多模型PI控制器

4.4基于并行烟花算法的PI参数寻优

4.5本章小结

5. 1仿真分析

5. 2并网点电压跌落至0.6pu仿真分析

5.3并网点电压跌落至0.3pu仿真分析

5.4本章小结 结论

（1）建立以低电压穿越为目标的光伏并网系统的整体结构

正文

随着新能源技术的发展，太阳能已经成为了应用最为广泛的新能源，同时太阳能光伏发电也是目前最安全、最清洁、潜力最大的新兴发电方式。

光伏发电的渗透率在逐年提高，其并网已然是一种必然趋势。

目前，光伏并网系统已经成为研究的热点课题，其低电压穿越技术是光伏系统的核心技术，对并网系统的安全、稳定运行起着决定性作用。

随着光伏电站渗透率的增大，研究光伏系统的低电压穿越能力具有十分重要的意义。

本文就低电压穿越技术设计了逆变器的控制策略，并引入无功补偿装置实现更进一步的低电压穿越。

逆变器的控制策略采用电压电流双闭环结构，电压外环采用经典PI控制，实现无静差跟踪的同时稳定直流电压。

电流内环选用滑模变结构控制策略，实时的跟踪参考电流的瞬态变化，获得高精度的稳态输出。

分析故障时的控制逻辑，比较有功电流与额定电流，当有功电流大于额定电流的1.1倍时，切断电压外环来减小光伏阵列的输出功率，由电流内环控制逆变器发出一定的无功来支撑并网电压。

然后详细介绍内环的滑模控制策略，分析其抖振现象产生的原因，采用自适应滞环滑模控制函数来控制开关频率，缓解抖振效应，保证光伏系统的稳定运行。

但是由于逆变器开关器件容量的限制，同时并入的电网电压等级越来越高，仅靠逆变器控制已经无法实现对并网点电压的补偿，因此在变压器低压侧装设无功补偿装置（STATCOM）,对STATCOM引入多模型PI的直接电压控制策略，针对并网点电压的不同跌落深度分成五个模型，使用基于不同爆炸半径的并行烟花算法有针对性地求解出不同模型所对应的PI参数。

改进的并行烟花算法可以提高收敛速度，并避免陷入局部最优，同时改进算法所获得PI参数应用于系统本身具有更好的补偿能力，实现光伏系统的低电压穿越，最后以MATLAB为实验平台搭建仿真模型，通过仿真结果验证低电压穿越控制策略的有效性和优越性。

关键字：

光伏并网，低电压穿越，滑模控制，多模型PI控制，并行烟花算法

ABSTRACT

Withthedevelopmentofnewenergytechnology,solarenergyhasbecomethemostwidelyusednewenergy,andsolarphotovoltaicpowergenerationiscurrentlythesafest,mostclean,themostpotentialwayofemergingpower.Thepenetrationrateofphotovoltaicpowergenerationisincreasingyearbyyear,anditsgrid-connectionisaninevitabletrend.Atpresent,thephotovoltaic（pv）gridsystemhasbecomeresearchhottopic,itsLowVoltageRideThrough（LVRT）technologyisthecoreofthephotovoltaicsystem,safeandstableoperationofgridsystemplaysadecisiverole.Withtheincreaseofthepermeabilityofphotovoltaicpowerstation,itisveryimportanttostudythelowvoltagecrossingabilityofphotovoltaicsystem.Inthispaper,thecontrolstrategyofinverterisdesignedwithLVRT,andthereactivecompeationdeviceisintroducedtorealizefurtherLVRTo

Thecontrolstrategyoftheinverteradoptsthedoubleclosed-loopstructureofvoltageandcurrent,andtheouterringadoptstheclassicalPIcontroltorealizethestableDCvoltagewithoutstaticdifferencetracking.Theslidingmodevariablestructurecontrolstrategyisusedtotrackthetraientchangesofreferencecurrentinrealtimetoobtainthehigh-precisionsteady-stateoutput.Failureanalysisofthecontrollogic,moreactivecurrentandtheratedcurrent,whenactivecurrentisgreaterthan1.1timestheratedcurrent,Theoutputpowerofthepvarrayisreducedbycuttingofftheouterring,andtheinverterisprovidedwithacertainreactivepowertosupportthegridvoltage.Thentheslidingmodecontrolstrategyofinnerringisintroducedindetail,thehysteresisofadaptiveslidingmodecontrolfunctiontocontroltheswitchingfrequencyandalleviatethebuffetingeffectinordertoeurethestableoperationofthephotovoltaicsystem.Butbecauseofthelimitationoftheinverterswitchingdevicecapacityandincorporatedintothepowergridvoltagegradeishigherandhigher,onlybytheinvertercontrolhasbeenunabletorealizetotheandnodevoltagecompeation,socompeationofreactivepowerisinthelowvoltagesideoftraformerdevice（STATCOM）,introducedtheSTATCOMmodelofPIdirectvoltagecontrolstrategyoftargetingandnodevoltagedropdepthisdividedintofivedifferentmodels,usingparallelfireworksalgorithmbasedondifferentblastradiusistargetedtosolvethemodelofPIparamete.Theimprovedparallelfireworksalgorithmcanimprovetheconvergencespeedandavoidgettingintolocaloptimum.Atthesametime,thePIparameteobtainedbytheimprovedalgorithmareappliedtothesystemitselfwithbettercompeationcapability,andtheLVRTthephotovoltaicsystemisrealized.AtlastMATLABisusedastheexperimentalplatformtobuildasimulationmodel,andtheeffectivenessandsuperiorityofLVRTstrategyareverifiedbycomparisono

Keywords:

photovoltaicgrid-connected,LVRT,slidingmodecontrol,multi-modelPlcontrol,parallelfireworksalgorithm0

第一章绪论

1.1课题研究背景、目的及意义。

传统的集中式电力供应模式是通过增加发电厂数量来满足不断增加的客户对电力的需求，随着石油与煤炭等主要能源价格的不断上涨,使得发电成本大幅上升。

与此同时，传统发电厂面临着新型发电技术的挑战和压力，集中式供电模式无法满足现代社会对电力的巨大需求，电力供应模式势必需要转型。

在这样的需求下，分布式供电系统受到极大关注。

众所周知，太阳能已经成为新能源中最有发展前景的能源，它凭借其自身的优势已被广泛应用于生产生活中，比如航标指示杆、太阳能路灯、太阳能热水器和屋顶发电示范工程等等。

与传统的化石能源相比，太阳能发电具有以下特点：

不受地域的限制，世界的每一个角落都有太阳的辐射。

不产生污染物，零噪声，不破坏生态环境的平衡。

太阳辐射能取之不尽用之不竭，可持续使用几百亿年，因此无需考虑枯竭的问题。

太阳能可就地开发，同时无需复杂大型的接卸设备，也不需要人力，只需因地制宜地安装太阳能光伏电池就可实现对太阳能的采集并转换为电能，极大的