大功率光伏并网逆变器不平衡控制策略研究.pdf

光伏并网逆变器是将光伏电池板产生的直流电能转换为可以并入电网的交流电能的关键设备。在光伏发电系统中，由于受光照、温度等外界因素影响，光伏电池板输出的电流和电压会波动，这就需要逆变器具有良好的调节能力来保证电能质量。大功率光伏并网逆变器在工作时，若遇到电网电压不平衡的情况，会产生一些非特征谐波，导致逆变器输出电流畸变，进而影响系统性能和安全。因此，研究如何在电网不平衡的情况下，通过控制策略来抑制这种畸变，提高逆变器并网性能是本研究的重点。 为了应对这一挑战，本文提出了基于正序d-q坐标系的不平衡控制策略。d-q坐标系是一种能够将三相交流电系统简化为直流系统的数学模型，它通过变换将三相交流量分解为正序和负序分量，并将正序分量映射到d轴和q轴上，从而简化控制策略。在d-q坐标系中，正序分量是与电网同步旋转的量，而负序分量则相反，相当于逆时针旋转的分量。通过这种分解，可以更精确地分析和控制逆变器的行为。 本文研究了电网不平衡对光伏并网逆变器运行性能的影响，并提出了采用前馈解耦的空间矢量PWM（SVPWM）控制算法。SVPWM是一种先进的逆变器调制技术，通过控制逆变器开关状态的序列来产生所需的交流电压波形。其基本原理是将逆变器的开关状态视为一个矢量，并在扇区中进行矢量合成以接近参考正弦波。SVPWM可以提高逆变器的电压利用率和效率，并减少谐波含量。而前馈解耦技术则是指在控制过程中，通过测量和预测系统某些参数的变动来提前调整控制输入，从而减少或消除这些参数变动对系统的影响。 通过理论分析和仿真模拟，本文证明了所提出的基于正序d-q坐标系的不平衡控制策略能够有效地抑制因电网不平衡引起的逆变器网侧电流畸变，并显著提升系统整体运行性能。此外，本文还介绍了三相光伏并网逆变器主电路的拓扑结构，并在静止坐标系和同步旋转坐标系中建立了电网不平衡时的d-q模型方程。 本文的贡献在于对现有三相大功率光伏并网逆变器控制系统设计的改进，尤其是对于如何应对电网不平衡造成的逆变器网侧电流畸变问题提供了创新的解决思路。该研究对于实现集中型大功率光伏并网发电系统的安全、可靠和高效率运行具有重要意义。同时，该控制策略也为其他类似电力电子装置的不平衡控制提供了参考。 文章还提到了LabVIEW这一标签。LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种图形化编程语言，由美国国家仪器公司开发。它广泛应用于数据采集、仪器控制及工业自动化领域。尽管在本文的描述中并未深入涉及LabVIEW的具体应用，但是考虑到LabVIEW在系统仿真和控制算法验证方面具备强大的功能，可以推测该技术可能在本研究的控制策略仿真和实验验证阶段发挥了作用。