光伏发电系统低电压穿越控制策略研究.doc

光伏发电系统低电压穿越控制策略研究

2.5万字 75页 原创作品，已通过查重系统


摘要
随着传统石化能源储量减少以及环境问题日益突出，光伏发电行业在全世界范围得到快速发展。光伏并网电站安装容量的不断上升，就目前而言光伏并网系统在电网发生故障情况下如何应对变得尤为重要，尤其是对短暂的电网电压异常情况下保持电网并网运行有着极为重要的意义，光伏发电系统低电压穿越能力也成为光伏发电设备设计制造控制技术上的最大挑战之一。国家规定光伏发电系统在电网电压跌落一定时间段内不能脱离电网运行，并且需要对电网提供一定的无功支撑保证电网不间断运行。本文研究光伏发电系统在电压跌落时的穿越控制策略，提高系统稳定性和应对短暂的电网故障能力，并通过MATLAB仿真模拟电网跌落时控制策略的正确性。
本文主要围绕光伏发电系统发生对称故障、不对称故障时的低电压穿越控制策略展开研究。先根据光伏并网逆变器在三相ABC静止坐标系下的数学模型，通过变换得到两相 旋转坐标系下的数学模型。针对电网发生三相对称跌落，采用了电压、电流双闭环控制系统，采用了一种通用的PI（比例积分）控制器参数优化设计方法。分析了基于电压定向矢量控制的低电压穿越控制策略，结合直流卸荷电路，保证电网发生三相对称故障时并网发电系统依然能够保持稳定运行；对电网发生不对称三相电压跌落时的运行特性进行分析，针对目前正负序电量分离存在的问题，采用了基于锁相环技术进行电网电压、电流正负序分离提取的方法，分析了电网正序电压定向的矢量控制策略，结合直流侧卸荷电路，保证电网发生各种不对称电压跌落时光伏并网逆变器的稳定运行。同时，通过MATLAB仿真，对本文提出的低电压穿越控制策略进行电网故障条件下的仿真验证，证明了本文理论分析的正确性。

关键词：光伏发电系统；低电压穿越；控制策略