有源電力濾波器與光伏并網(wǎng)逆變器的統(tǒng)一控制研究.pdf

1、在當前社會的不斷進步中，化石能源日益短缺與環(huán)境不斷惡化同時困擾著我們。在這種情況下，具有清潔、不竭、量大等優(yōu)勢的太陽能受到了研究學(xué)者的青睞。然而太陽能不穩(wěn)定、光伏發(fā)電并網(wǎng)設(shè)備造價高、利用率低等因素制約著光伏發(fā)電的推廣與應(yīng)用。另一方面，電力電子技術(shù)迅速發(fā)展，各種非線性設(shè)備在方便人們生活的同時，將大量的諧波、無功電流分量注入電力系統(tǒng)，諧波無功在降低電能效率的同時，還具有一定的安全隱患，電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量隨即也成為另一個亟待解決的問題。作為一

2、種主動的諧波、無功濾除裝置，有源電力濾波器(APF)受到了各研究所及高校的重視。經(jīng)過多年的研究，APF的理論基礎(chǔ)已日趨完善，現(xiàn)階段主要是控制方法的優(yōu)化，同時APF也面臨著價格昂貴、附帶功能少等發(fā)展阻礙。
　　本文首先分析了光伏并網(wǎng)逆變器與APF系統(tǒng)各自的優(yōu)缺點、發(fā)展中遇到的問題和發(fā)展前景、工作原理及結(jié)構(gòu)特點，探究了APF與光伏并網(wǎng)逆變統(tǒng)一控制的可能性及重大意義，提出了一種APF與光伏并網(wǎng)逆變器的統(tǒng)一控制系統(tǒng)。結(jié)合基于瞬時無功功率理

3、論的 ip-iq諧波檢測法，分析了統(tǒng)一控制系統(tǒng)的指令電流求取方法。對指令電流求取環(huán)節(jié)中的鎖相環(huán)(PLL)原理進行了分析，介紹了鎖相環(huán)的軟件實現(xiàn)方法，彌補了以往采用過零檢測法實現(xiàn)鎖相的缺陷，即單個周期內(nèi)頻率改變無法預(yù)測。針對指令電流的跟蹤控制，采用滯環(huán) SVPWM的控制策略，即根據(jù)誤差電流與參考電壓的空間矢量位置關(guān)系，選擇最優(yōu)輸出電壓矢量，限制誤差電流在容許范圍之內(nèi)，達到電流跟蹤控制的目的，該策略具有實現(xiàn)簡單、跟蹤性能良好、開關(guān)損耗小等優(yōu)

4、勢。另外，簡要介紹了直流側(cè)電壓的比例積分控制方法。
　　利用MATLAB軟件中的仿真組件SIMULINK，搭建了系統(tǒng)仿真模型，其中主要包括指令電流求取模塊、電流跟蹤控制模塊及二極管整流橋帶阻感負載的主電路等幾個部分。分別在單獨APF狀態(tài)、APF與光伏并網(wǎng)逆變器統(tǒng)一控制狀態(tài)下做了仿真，仿真結(jié)果驗證了本文所述系統(tǒng)的正確性。
　　以DSP2812為控制核心，搭建了統(tǒng)一控制系統(tǒng)的硬件實驗平臺，主要包括信號檢測調(diào)理電路、故障處理電路、