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具有光伏并网发电功能的并联型有源电力滤波器的控制策略研究

发布时间:2018-07-11 17:17  文章来源:笔耕文化传播

  本文选题:光伏并网发电 + 并联型有源电力滤波器 ; 参考:《福州大学》2014年硕士论文


【摘要】:在当今石油、煤碳等能源短缺的情况下,太阳能作为一种取之不尽,用之不竭的清洁环保能源逐步成为新能源的研究主体。太阳能光伏发电具有能源质量高、安全可靠、无噪声、建设周期短等优势。但一直以来,受限于光电转换效率、成本以及系统并网的严格要求,太阳能发电仍未达到实用化。在光电变换过程中,由于电力电子器件的开关动作,将向电网注入大量的谐波分量,从而影响交流电网中电压、电流波形。光伏并网发电技术和并联型有源电力滤波器是有效解决上述问题的途径。光伏并网发电技术和并联型有源电力滤波器在实际应用中同样面临一些问题。例如,光伏并网发电装置只能够在白天工作,夜晚必须切离电网,频繁的投切动作将降低设备的利用率并影响电网的稳定性;两者实际应用的投入成本较高,不利于工业实用化。由于光伏并网发电装置和并联型有源电力滤波器在工作原理上不同,通过对其结构拓扑和控制策略进行比较、研究,结果表明具有光伏并网发电功能的并联型有源电力滤波器(PVPC)可以在基本不增加系统硬件的条件下,同时实现光伏并网发电和改善电能质量两项功能。此外,通过将光伏并网发电技术和并联型有源电力滤波器合并为一套具有多功能的装置,不仅提高了资源的利用率,减少了成本,而且提高了系统的利用率。本文对PVPC系统的控制策略进行分析研究,提出:谐波检测环节,采用基于箕舌线多因子变步长LMS谐波检测合成方法对光伏并网指令信号进行谐波信号检测和指令合成,有利于提高检测准确度;电流跟踪控制环节,采用混沌二进制粒子群优化算法对下一时刻并网电流值进行预测,提高系统响应速度;指令电流跟踪控制系统,采用广义PI控制嵌入快速重复控制双闭环复合控制方式,增强控制系统的响应能力;光伏转换环节,采用基于变步长的扰动观测法对光伏模块进行最大功率点跟踪,提高系统处理的快速性和稳定性。文章采用Matlab7.0中的Simulink仿真软件对统一控制系统进行建模,通过分析输出补偿波形,说明控制系统能够同时实现光伏并网发电和改善电能质量,并且电网系统电流畸变率低于5%,满足国家标准的要求,验证了系统的可行性。
[Abstract]:In the situation of current oil and coal and carbon energy shortage, solar energy is gradually becoming the subject of new energy research. Solar photovoltaic power has high energy quality, safety and reliability, no noise, short construction cycle, but has been limited to the photoelectric conversion efficiency and cost for all the time. In the process of photoelectric conversion, a large number of harmonic components will be injected into the power grid, which affects the voltage and current waveform in the AC network. The photovoltaic grid connected power generation technology and the shunt active power filter are effective solutions to the above. The photovoltaic grid connected power generation technology and parallel active power filter are also faced with some problems in practical applications. For example, the photovoltaic grid connected power generation device can only work in the daytime and must be cut off the grid at night. Frequent switching will reduce the utilization of the equipment and affect the stability of the power grid. The input cost is high, which is not conducive to the industrial application. Because the photovoltaic grid connected power generation device and the shunt active power filter are different in working principle, the structure topology and control strategy are compared. The results show that the parallel connected source power filter (PVPC) with the photovoltaic grid connected power generation function can not increase the system basically. Under the condition of hardware, two functions of photovoltaic grid connected power generation and improvement of power quality are realized. In addition, by combining photovoltaic grid connected power generation technology and shunt active power filter into a set of multi-functional devices, the utilization rate of resources is improved, the cost is reduced, and the utilization rate of the system is improved. The PVPC system is used in this paper. The control strategy is analyzed and studied. It is proposed that the harmonic detection link is based on the multi factor LMS harmonic detection synthesis method based on the multi factor variable step length of the skip line. The harmonic signal detection and instruction synthesis can be used to improve the detection accuracy; the current tracking control loop node is used for the chaotic binary particle swarm optimization algorithm. The response speed of the system is improved at the next time, and the response speed of the system is improved. The command current tracking control system is embedded with the generalized PI control to embedded fast repetitive control double closed loop control mode to enhance the response ability of the control system, and the PV module uses variable step length perturbation observation method to carry out maximum power of the photovoltaic module. Point tracking to improve the speed and stability of the system processing. In this paper, the Simulink simulation software in Matlab7.0 is used to model the unified control system. By analyzing the output compensation waveform, the control system can simultaneously realize the photovoltaic grid connected power generation and improve the power quality, and the current distortion rate of the power grid system is less than 5%, which meets the national standard. The requirements are required to verify the feasibility of the system.
【学位授予单位】:福州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN713;TM615

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