光伏并网控制策略与低电压穿越技术研究

随着传统化石能源储量的匮乏及环境污染问题的日益严重,基于太阳能发电的光伏并网发电技术在世界各国得到了快速发展。逆变器作为光伏并网发电系统的核心,其控制策略的选择及控制系统的设计直接影响整个并网系统的性能,成为光伏并网发电技术研究的热点之一。同时,随着光伏并网电站安装数量及容量的不断增大,光伏并网系统必须具备一定的低电压穿越能力。 本文主要围绕光伏并网逆变器在电网正常、故障时的控制策略展开研究。首先,根据光伏并网逆变器在同步旋转坐标系下的数学模型,设计了电压、电流双闭环控制系统,根据系统极点分布、带宽、增益裕量和相角裕量与自然频率的关系,提出了一种通用的PI控制器参数优化设计方法。其次,对光伏并网逆变器在电网不对称时的运行特性进行了深入研究,针对目前正负序电量分离存在的问题,提出了应用基于DSOGI-FLL锁相环技术进行电网电压、电流正负序分量提取的方法,设计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故障时光伏并网逆变器的稳定运行。最后,根据国标对大中型光伏电站低电压穿越能力提出的要求,研究了基于耗能Crowbar电路的低电压穿越控制策略,对影响低电压穿越能力的耗能电阻取值及Crowbar电路控制策略进行了深入探讨。