不对称电压条件下光伏逆变器的控制策略研究

随着环境污染和能源危机的不断加剧,以光伏为主的清洁可再生能源受到了世界各国的青睐。电网实际运行中不对称电压暂降会给光伏系统的并网带来一些问题。在参考大量实测数据的基础上,本文首先对电网实际运行中电压不对称的情况进行了统计分析；进而对电压对称和不对称条件下光伏逆变器数学模型进行了分析,分别得到双同步旋转坐标系和静止坐标系下的光伏逆变器并网电流控制结构。电压不对称时,逆变器输出电流参考值计算是光伏逆变器控制的一项关键技术。基于对瞬时有功无功控制算法(instantaneous active-reactive control, IARC)和平均有功无功控制算法(average active reactive control, AARC)的深入分析,本文提出了一种灵活有功无功控制(flexible active reactive control, FARC)的输出电流参考值算法,以达到同时减小输出功率波动率和并网电流谐波的目的。基于瞬时功率理论,本文又提出了一种基于待定系数法的光伏逆变器输出电流参考值算法；该算法不会给光伏系统带来电流谐波问题,同时还可选择性消除有功功率波动、无功功率波动和输出电流负序分量三者之一。理论分析和仿真研究验证了所提出两种光伏逆变器输出电流参考值算法的有效性。最后,对所提出的这两种输出电流参考值算法进行了分析比较。为保证不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流不超出最大电流限值,本文进行了光伏逆变器输出电流峰值研究,给出了三相电流峰值和可能出现的最大电流峰值的计算方法,进而提出了限制电流峰值的方法,仿真分析验证了所提出方法的正确性。本文关于不对称电压条件下光伏逆变器控制策略的分析和研究,可为提高光伏系统的电网适应性和低电压穿越能力提供一定的参考依据。