中文题名: |
光伏逆变器分析与谐波治理研究
|
姓名: |
邓沛
|
学号: |
1049721203593
|
保密级别: |
公开
|
论文语种: |
chi
|
学科代码: |
080804
|
学科名称: |
电力电子与电力传动
|
学生类型: |
硕士
|
学位: |
工学硕士
|
学校: |
武汉理工大学
|
院系: |
自动化学院
|
专业: |
电力电子与电力传动
|
研究方向: |
谐波治理与无功补偿
|
第一导师姓名: |
袁佑新
|
第一导师院系: |
武汉理工大学
|
完成日期: |
2015-09-10
|
答辩日期: |
2015-09-16
|
中文关键词: |
光伏逆变器 ; 谐波治理 ; 建模与仿真 ; 参数优化
|
中文摘要: |
︿
光伏逆变器是太阳能光伏发电系统的主要部件。逆变过程中,光伏逆变器会产生谐波,谐波注入电网,影响电网的电能质量与系统稳定。本文以带LC滤波器的光伏并网逆变器为研究对象,完成其特性分析、谐波仿真、谐波治理、并网分析等方面的工作。主要内容如下:(1)构建光伏逆变器的仿真模型,设计仿真系统,分析逆变器的电压和电阻特性。通过电压特性分析,得出输出电压一定时不同载波频率下逆变器输入电压与调制比的关系,确定合适的载波频率范围;通过电阻特性分析,确定输出功率与负载之间的关系。(2)构建光伏逆变器的谐波分析系统,分析逆变器载波频率对输出电流的影响,得出载波频率与输出谐波频谱分布、输出电流畸变率之间的关系,以及调制比与输出电流畸变率之间的关系。(3)针对光伏逆变器存在的谐波问题,采用高频衰减特性较好的LC滤波器作为二阶滤波器。分析了电感、电容对系统谐波的影响,分别得到电感、电容与逆变器输出的基波电流、总谐波畸变率和主次谐波电流的关系。(4)对光伏逆变器进行了并网分析。以380V/500kW光伏并网逆变器为对象,分析并网时LC滤波器的谐振原因,设计光伏逆变器并网幅频特性分析系统,并探讨串、并阻尼谐振抑制方法。综上所述,本文设计完成了一套完整的仿真分析系统,分析了光伏逆变器的参数与性能、谐波产生的原因及治理方法。其研究成果为光伏逆变器的谐波治理问题提供了理论支持。
﹀
|
参考文献: |
︿
[1] 李永兴. 电流型光伏并网逆变控制器研究及实现[D]. 西安: 西安工业大学, 2012. [2] 李春曦, 王佳, 叶学民. 我国新能源发展现状及前景[J]. 电力科学与工程, 2012, 28(4): 1-8. [3] 赵玉文. 光伏产业发展现状, 趋势及思考[J].太阳能, 2011(18): 34-39. [4] 常瑜. 中国光伏发展报告: 2011[M]. 北京:中国环境科学出版社, 2011. [5] 赵华. 光伏产业发展现状、问题与发展趋势[J]. 农业工程技术(新能源产业), 2014(11): 4-9. [6] 丁明, 王伟胜, 王秀丽, 等. 大规模光伏发电对电力系统影响综述[J]. 中国电机工程学报, 2014, 34(1): 1-14 [7] 朱淇凉. 光伏并网逆变器谐波抑制技术研究[D]. 长沙: 中南大学, 2013. [8] 易映萍, 余学文, 唐达峰. 基于MATLAB的光伏离网系统仿真研究[J]. 信息技术, 2014, 38(5): 21-23. [9] Hassaine L, O.Lias E, Quintero J, et al. Overview of power inverter topologies and control structures for grid connected photovoltaic systems [J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2014(30): 796-807. [10] 魏伟, 许胜辉. 光伏并网逆变器的研究[J]. 电力电子技术, 2008, 42(11): 43-44. [11] Ahmed J, Salam Z. A Maximum Power Point Tracking (MPPT) for PV system using Cuckoo Search with partial shading capability [J]. Applied Energy, 2014, 119:118-130. [12] Castilla M, Miret J, Camacho A. Reduction of current harmonic distortion in three-phase grid-connected photovoltaic inverters via resonant current control [J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2013, 60(4): 1464-1472. [13] 沈欣炜, 郑竞宏, 朱守真, 等. 光伏并网逆变器控制参数的dq轴解耦辨识策略[J]. 电力系统自动化, 2014, 38(4): 38-43. [14] Fekete K, Klaic Z, Majdandzic L. Expansion of the residential photovoltaic systems and its harmonic impact on the distribution grid [J]. Renewable energy, 2012(43): 140-148. [15] 张其林, 袁磊, 赵永标, 等. 基于GAHP的并网光伏电站电能质量评估[J]. 计算机工程与科学. 2012, 34(10): 182-186. [16] 戚烈, 周超英. 大功率逆变器PWM调制方法研究[J]. 电气传动, 2015, 45(5): 30-34. [17] 李军, 陈昌松, 段善旭. 光伏并网逆变器预测最优开关序列控制方法[J]. 电力电子技术, 2014, 48(5): 8-10. [18] 黄冬冬, 吴在军, 窦晓波, 等. 光伏规模化并网的电能质量复合控制策略研究[J]. 电力系统保护与控制, 2015, 43(3): 107-112. [19] 赵鲁, 李耀华, 葛琼璇, 等. 特定谐波消除及优化脉宽调制单相整流器的研究[J]. 电工技术学报, 2014, 29(10): 57-64. [20] Ma J, Zhang JC. Photovoltaic grid system harmonic detection and analysis [J]. Grid and Clean Energy, 2010(11): 42-49. [21] He J, Li YW, Blaabjerg F, et al. Active harmonic filtering using current-controlled, grid-connected DG units with closed-loop power control [J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2014, 29(2): 642-653. [22] 任神河. 光伏发电逆变器谐波抑制方法研究[D].西安:长安大学, 2013. [23] 张腾. 基于LCL谐振的高频隔离型光伏并网逆变器的研究[D].北京:北方工业大学, 2015. [24] 方芳, 王铁军, 柳泊, 等. 新型12相多重叠加逆变器的建模与仿真[J]. 武汉理工大学学报, 2014, 38(5): 1016-1021. [25] 张玉垒, 张宇翔, 郭敏. 一种多电平逆变器及其并网策略[J]. 电测与仪表, 2014, 51(7): 51-54. [26] 夏长亮, 谭智涵, 张云.多电平逆变器简化空间矢量调制算法[J]. 电工技术学报, 2013, 28(8): 218-223 [27] Huang J, Shi H. Reducing the common-mode voltage through carrier peak position modulation in an SPWM three-phase inverter [J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2014, 29(9): 4490-4495. [28] 张法明. 三相同步锁相逆变器的设计与研究[D]. 武汉:武汉理工大学, 2012. [29] 焦阳, 宋强, 刘文华. 光伏电池实用仿真模型及光伏发电系统仿真[J]. 电网技术, 2010, 34(11): 198-202. [30] Li F, Zhang X, Zhu H, et al. An LCL-LC Filter for Grid-Connected Converter: Topology, Parameter and Analysis [J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2015, 30(9): 5067-5077. [31] Eltawil M.A, Zhao Z. Grid-connected photovoltaic power systems: Technical and potential problems—A review [J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2010, 14(1): 112-129. [32] Menti A, Zacharias T, Milias-Argitis J. Harmonic distortion assessment for a single-phase grid-connected photovoltaic system [J]. Renewable Energy, 2011, 36(1): 360-368. [33] 王迎昌, 王毅, 邢浩江, 等. 光伏并网逆变器的谐波电流抑制研究[J]. 电力电子技术, 2013, 47(1): 46-48. [34] 汪鹏. 固态软起动器的谐波治理研究[D]. 武汉: 武汉理工大学, 2013. [35] Deng P, Yuan YX, etc. Analysis and suppression of high-frequency harmonics of high power photovoltaic inverter system[C]. 2014 International Conference on Mechatronics Engineering and Computing Technology, ICMECT 2014.Applied Mechanics and Materials, 2014(6): 1573-1576 . [36] 刘砚涛,刘玉蓓,尹伟. LC滤波器设计方法介绍及其仿真特性比较[J].电子测量技术(研究与设计), 2013(5): 17-21. [37] 夏廷君. 有源电力滤波装置中LC滤波器改进设计的研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨理工大学, 2010. [38] Terzi? B, Maji? G, Slutej A. Stability analysis of three-phase PWM converter with LCL filter by means of nonlinear model [J]. AUTOMATIKA: ?asopis za automatiku, mjerenje, elektroniku, ra?unarstvo i komunikacije, 2010, 51(3): 221-232. [39] 林永朋, 陶顺, 肖湘宁. 考虑电网等效电感影响的LCL型逆变器谐振抑制方法[J]. 现代电力, 2015, 32(2): 56-63. [40] 李鹏,马红梅. 幅频算术对称无源带通滤波器的优化设计[J].电讯技术, 2010, 50(6): 105-108. [41] 黄宇淇, 姜新建, 邱阿瑞. LCL滤波器在三相PWM整流器中的应用[J]. 电力自动化设备, 2008, 28(12): 110-113. [42] 赵仁德, 赵强, 李芳, 王平. LCL滤波的并网变换器中阻尼电阻影响分析[J]. 电力系统及其自动化学报, 2009, 21(06): 112-116. [43] 陈小宇, 罗利文. 并网型LCL滤波器中阻尼电阻的分析及设计[J].电气自动化, 2012, 34(2): 26-27. [44] Ahmed KH, Finney SJ, Williams BW. Passive Filter Design for Three-Phase Inverter Interfacing in Distributed Generation[C], IEEE Compatibility in Power Electronics, 2007(2): 1-9.
﹀
|
中图分类号: |
TM615
|
馆藏号: |
TM615/3593/2015
|
备注: |
403-西院分馆博硕论文库;203-余家头分馆博硕论文库
|