光伏并网的有源电力滤波器的研究

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  作为新能源发电技术之一的光伏并网发电随着能源危机的愈演愈烈,近年来得到了快速广泛的发展。随着电网中电力电子器件等非线性负载的日益增多,谐波污染是目前亟待解决的问题。有源电力滤波器是新型的治理谐波的有效装置,克服了无源滤波器的缺点,是未来谐波治理的发展方向,但是由于其较高的运行成本制约了它的应用。   光伏并网系统的逆变器白天进行光伏发电,夜晚处于停机的闲置状态,这是一种资源的浪费。光伏并网逆变器和有源电力滤波器虽然用途不同,但是二者主电路结构一致,都属受控电流源,都是电压源型逆变器,因此研究光伏并网和谐波抑制相结合的控制方法,不仅可以有效地进行光伏发电,而且可以进行有源滤波,节省了相应设备的投资,具有极大的应用价值。   本文主要研究了并联型有源电力滤波器的原理、拓扑结构及其控制策略,在此基础上研究了光伏并网逆变器和并联型有源电力滤波器统一控制的可行性,给出了控制策略,并搭建了仿真模型。   首先介绍了有源电力滤波器的基本原理,重点分析了三相四线制有源电力滤波器的拓扑结构,并对其补偿原理、谐波和无功补偿的控制策略进行了详细的分析研究,包括指令电流和直流侧电压的跟踪控制。介绍了各种谐波电流检测技术,详细推导了基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法。   然后,介绍了光伏并网发电系统,并对最大功率点跟踪(MPPT)的控制方法进行了研究。对比了光伏并网逆变器和并联型有源电力滤波器的异同,从结构上证实了具有光伏并网发电和有源电力滤波功能的逆变器是可以实现的,给出了一种逆变器的统一控制策略,就指令电流的合成提出了相应的算法。   最后,利用Matlab/Simulink建立了三相四线并联型有源电力滤波器的仿真模型,在此基础上建立了光伏并网的有源电力滤波器仿真模型,仿真结果验证了系统结构及控制策略的正确性。
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