光伏逆变接入的动态相量模型及间谐波问题研究

作     者：石泉 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：钟庆;李平

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：光伏逆变 动态相量 间谐波 最大功率跟踪 

摘      要：近年来,电力电子技术的发展极大的推动了光伏并网的大规模开发利用。以光伏为代表的高比例可再生能源并网成为未来能源互联网发展的大势所趋。然而,光伏出力具有随机性和波动性,其通过换流器并网的同时将带来复杂的电能质量问题。间谐波就是其中之一。建立能够准确描述光伏逆变器动态响应及稳态运行的模型是进行相关研究的基础,为此,本文围绕光伏逆变接入的动态相量模型及间谐波问题开展研究工作,主要内容包括:1)推导了考虑MPPT控制扰动作用下光伏并网系统间谐波电流解析计算模型,基于该模型揭示MPPT产生间谐波的内在机理及相关特性,结果表明:在最大功率点附近,MPPT输出扰动性的电压控制指令,通过逆变器的内部控制作用,给光伏并网系统引入电流间谐波分量,MPPT控制参数、PI参数以及外界环境因素均会影响间谐波发射水平;2)根据动态相量法和对称分量法,建立了光伏接入的序分量动态相量谐波模型,并将该模型应用于光伏逆变器的不对称短路分析;进一步通过适当降低动态相量分析的基波频率,将谐波模型扩展到间谐波域,推导了光伏接入的序分量动态相量间谐波模型,基于该模型分析了间谐波在交直流侧之间的传递规律;3)根据动态相量的数学定义,提出了动态相量扰动量的概念,推导了计及详细控制策略的光伏接入的动态相量扰动量模型,相比于序分量动态相量间谐波模型,该模型阶数更低,可有效提高间谐波的求解速度,通过与仿真结果比较,该模型能准确反映光伏出力波动、电压背景间谐波以及MPPT控制扰动引起的间谐波,并基于该模型重点分析了控制参数对间谐波发射特性的影响规律。本文通过对光伏逆变接入系统的间谐波进行建模分析及相关特性研究,可为光伏接入的间谐波问题提供理论基础和研究方法,为间谐波的防治提供理论支撑。