● 摘要
本文结合分布式光伏发电的发展趋势和需求,对逆变并网控制和孤岛 检测进行了研究,设计了基于矢量控制的双闭环控制器,提出了基于相关系数判断的孤岛检测算法,并对其进行了仿真分析和样机实验分析。
首先,本文概述了当前分布式光伏并网发电的国内外发展现状以及技术方面的研究热点,并选择分布式光伏并网逆变器的逆变并网控制及其孤岛检测作为本文研究内容。
其次,针对选取的三相四桥臂主电路拓扑结构,本文建立了数学模型,选取双闭环矢量控制作为控制算法,进行了控制器分析设计。在孤岛检测方面,提出采用间歇性正反向电流扰动的孤岛扰动方法,定义公共耦合点电压和逆变输出电流的相关系数,来实现孤岛检测。本文首次考虑了电网内阻对孤岛检测的影响,通过电流扰动期间的电压波动分析和计算,得到了电网内阻极限情况下的相关系数值,为相关系数保护阈值选取提供了理论支撑。
随后,本文基于MATLAB/Simulink仿真软件,建立了逆变器仿真模型,对本文设计的双闭环矢量控制策略进行了仿真分析,并对孤岛和非孤岛情况下的孤岛检测进行仿真分析,验证了控制策略和孤岛检测理论分析的正确性。
最后,完成了基于双DSP的三相四桥臂并网逆变器硬件和软件的设计与调试。并搭建了实验测试平台,包括模拟光伏组件、模拟负载和模拟电网。测试结果显示,并网逆变器可以将模拟光伏组件输出的直流电能逆变成交流电,并入电网,同时,本文设计的孤岛检测算法可以有效检测出孤岛,并在规定的时间内执行相应保护。这验证了本文采用的并网逆变控制算法以及设计的孤岛检测算法的正确性和有效性。
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