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主题

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2 篇 不平衡电网
1 篇 双降压式半桥逆变...

机构

3 篇 华北电力大学
3 篇 曲阜师范大学
3 篇 燕山大学
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2 篇 华中科技大学
2 篇 北京交通大学
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1 篇 南瑞集团有限公司
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1 篇 太原科技大学
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1 篇 山东理工大学
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作者

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2 篇 王晓寰
2 篇 刘润彪
2 篇 高彩云
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1 篇 刘莉敏
1 篇 裴雪军
1 篇 陈宝刚
1 篇 周子奇
1 篇 柴秀慧
1 篇 定世攀
1 篇 刘新民
1 篇 许洪华
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1 篇 陈晓冬
1 篇 王哲
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35 篇 中文

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三相并网/独立双模式逆变器控制研究

三相并网/独立双模式逆变器控制研究

引用

第12届中国光伏大会暨国际光伏展览会(CPVC12)

作者：刘润彪伍春生王一波许洪华海淀区中关村北二条六号中国科学院电工研究所

为了缓解资源的紧张,满足人类用电需求,从而使新能源发电技术得到迅速发展,使可以缓解大电网压力的分布式发电技术突飞猛进.三相并网逆变器作为分布式发电系统的基本单元,要求其既可以独立带载运行,又可以并网运行.为了使并网逆变器在... 详细信息

为了缓解资源的紧张,满足人类用电需求,从而使新能源发电技术得到迅速发展,使可以缓解大电网压力的分布式发电技术突飞猛进.三相并网逆变器作为分布式发电系统的基本单元,要求其既可以独立带载运行,又可以并网运行.为了使并网逆变器在两种模式下稳定工作,研究其独立/并网双模式平滑切换也就有了更深远的意义.本文重点研究了不同控制方式在不同运行状态下进行并网/脱网切换对逆变器输出电压,电网电流的影响,并选出最优的切换方式,取得了良好的效果.

关键词：双模式逆变器独立模式并网模式平滑切换

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基于切换模式的光伏发电系统控制方法研究

基于切换模式的光伏发电系统控制方法研究

引用

作者：明航湖北工业大学

学位级别：硕士

化石能源的不可再生性及其与环境需求的矛盾,使新能源开发利用日益受到人们的关注。太阳能作为清洁能源的代表已成为新能源开发和研究的重点。本论文以光伏发电系统为研究对象,从光伏发电输出的高效利用与光伏并网的应用需求两个方面进... 详细信息

化石能源的不可再生性及其与环境需求的矛盾,使新能源开发利用日益受到人们的关注。太阳能作为清洁能源的代表已成为新能源开发和研究的重点。本论文以光伏发电系统为研究对象,从光伏发电输出的高效利用与光伏并网的应用需求两个方面进行研究。设计过程中,引入切换模式,一方面提高光伏发电系统MPPT的效率,另一方面来改善双模式逆变器的性能表现。首先,为了最大限度利用光能,提高系统的输入功率,针对前级光伏电池的MPPT问题,在介绍了最大功率点跟踪的原理和实现电路的基础上,分析了现有的最大功率点跟踪(MPPT)算法的原理和优劣,提出了一种基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)的切换式MPPT方法,来解决现有算法在精度和复杂度上的矛盾。通过光伏发电系统仿真模型构建,对所提出的切换式MPC方法与传统MPPT方法进行仿真比较,仿真结果表明,切换式MPC方法在MPPT上具有更好的性能表现。然后,为确保双模式逆变器能在并网与离网两种模式间平滑切换,实现最优的电能质量输送,分析了双模式逆变器无缝切换的要求,并对双模式逆变器的结构参数和控制策略进行了讨论,在对双模式逆变器过渡类型和切换过程中产生电压突变原因分析的基础上,提出了一种能够使切换过程中电压突变量最小的以电流控制离网作为切换过渡状态的切换方法,并在准PR控制器下对该切换方法进行了仿真。同时针对仿真过程中电压畸变不能完全消除的问题,在此基础上,又提出了一种基于非线性准PR的切换控制方法,并对非线性准PR控制器进行设计。仿真结果表明基于非线性准PR的切换控制方法对双模式逆变器在两种模式间切换的控制效果良好,能够确保光伏发电系统在离网和并网两种模式间平滑切换。最后,前级DC-DC所提出的基于MPC的切换模式MPPT方法,能够实现对系统最大功率点的有效跟踪;而后级针对DC-AC所采用的基于非线性准PR控制器的以电流控制离网作为过渡的双模式切换方法很好的抑制了切换过程中的电压畸变,实现了平滑切换。通过前后两级基于模式切换控制方法的相互配合,能够有效提高整个光伏系统的运行效率和性能。仿真结果验证了本文对光伏发电系统前后两级所提出的控制方法的有效性。

关键词：光伏发电 MPPT 切换模式MPC 双模式逆变器非线性准PR控制器

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基于分布智能的微电网研究

基于分布智能的微电网研究

引用

作者：张善路曲阜师范大学

学位级别：硕士

当前世界能源市场格局正处在转型期,对不同能源需求的增加以及对新能源的就地开发和分布式发电的利用已成为各国政府节能减排、发展绿色能源的重要手段。与此同时,在社会进步和环境需求的共同驱动下,能源结构正在向更清洁、更低碳的方... 详细信息

当前世界能源市场格局正处在转型期,对不同能源需求的增加以及对新能源的就地开发和分布式发电的利用已成为各国政府节能减排、发展绿色能源的重要手段。与此同时,在社会进步和环境需求的共同驱动下,能源结构正在向更清洁、更低碳的方向转型。而光伏发电凭借清洁、低碳、灵活、利用效率高、易于存储和输送等优点获得广泛关注。本文从分布式人工智能技术的工程应用出发,在深入分析分布式人工智能工作机理基础上,以分布式光储微电网系统为研究对象,采用理论分析、Matlab/Simulink仿真以及实验验证相结合的方法,分别从分布式光储微电网系统拓扑结构、分布式光储微电网系统中多智能体、分布式光储微电网系统协同控制以及基于多智能的分布式光储微电网系统实验等四个方面开展研究。本文主要工作如下:首先,对分布式光储微电网技术在国内外的发展及研究现状介绍,深入分析了分布式人工智能工作机理,以多智能体技术为研究点,针对多智能体从其概念、特性、结构、通信、合作和基于JADE的开发技术等方面展开阐述。其次,以多智能体的分布式光储微电网系统为研究对象,从其系统拓扑结构,多智能体结构和功能做了探究,同时又分别从单个智能体单元的拓扑结构、数学模型、控制策略等方面对光伏控制器智能体单元、控制储能设备的双向变换器智能体单元以及逆变器智能体单元展开研究。重点研究了逆变器智能体控制系统,针对逆变器智能体离网、并网以及双模态切换运行制定出了相应的控制策略。对控制策略中所应用到的控制算法进行了优化分析,改进了仿人智能算法,采用了重复控制算法,设计了基于重复控制算法的控制器。最后,对双模式逆变器智能体分别搭建了Simulink仿真平台和实验样机平台。针对逆变器离网、并网及双模式切换三种运行过程分别从仿真和实验验证两个方面进行分析,仿真和试验结果充分论证了控制算法的可行性。解决了并网电流THD偏大的问题。

关键词：光储微电网分布式人工智能多智能体双模式逆变器

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1.5kVA高频链单相并网/独立双模式光伏逆变器

1.5kVA高频链单相并网/独立双模式光伏逆变器

引用

作者：曹慧英曲阜师范大学

学位级别：硕士

在环境污染和能源危机越来越严重的背景下,探索开发可利用的新能源是大势所趋。本文主要研究了光伏发电系统中的重要部件双模式光伏逆变器。双模式光伏逆变器作为光伏发电系统与电网、用户间的关键接口,将光伏组件的电能转换成交流电供... 详细信息

在环境污染和能源危机越来越严重的背景下,探索开发可利用的新能源是大势所趋。本文主要研究了光伏发电系统中的重要部件双模式光伏逆变器。双模式光伏逆变器作为光伏发电系统与电网、用户间的关键接口,将光伏组件的电能转换成交流电供用户使用或馈入电网。本文在分析电路拓扑和控制策略的基础上,研制了一台1.5k VA高频链单相并网/独立双模式光伏逆变器。首先,本文在开篇给出了双模式光伏逆变器的研究现状和发展趋势。通过对现有逆变器的拓扑结构和控制策略进行分析,最终确定了该逆变器采用前级高频隔离升压后级全桥逆变的拓扑结构。独立工作模式下的控制策略为电压有效值控制,并网工作模式下的的控制策略为电压内环、电流外环控制。同时,论文先后给出了该逆变器从独立工作模式切换到并网工作模式、从并网工作模式切换到独立工作模式的平滑切换过程。其次,详细阐述了双模式光伏逆变器的硬件电路设计和软件设计。本文以TMS320F28035为控制芯片,分别设计了该逆变器的功率回路和控制回路,其中包括功率器件选型、驱动电路设计、检测电路、保护电路及通讯等多方面的研究。软件设计给出系统软件的结构框图,编写了主程序和中断程序,其中包括驱动波形产生及软件锁相等,给出了部分重要模块的源代码。最后,按照设计要求完成双模式光伏逆变器实验平台的搭建,对该逆变系统进行试验验证。在完成驱动回路及检测回路测试、逆变器正常工作的前提下,分别测试逆变器在独立运行模式、并网运行模式以及两种模式下切换的运行情况。实验波形、检测的数据及其分析结果表明实验效果良好,满足设计要求。

关键词：光伏发电系统双模式逆变器平滑切换 DSP

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三相并网/独立双模式逆变器并/脱网控制研究

三相并网/独立双模式逆变器并/脱网控制研究

引用

作者：刘润彪燕山大学

学位级别：硕士

随着环境的污染和资源的过度消耗,风能、太阳能等新能源不断引起人们的注意;随着科技的进步和人们生活水平的不断提高,对电网的要求也越来越高。为了缓解资源的紧张,满足人类用电需求,从而使新能源发电技术得到迅速发展,使可以缓解大电... 详细信息

随着环境的污染和资源的过度消耗,风能、太阳能等新能源不断引起人们的注意;随着科技的进步和人们生活水平的不断提高,对电网的要求也越来越高。为了缓解资源的紧张,满足人类用电需求,从而使新能源发电技术得到迅速发展,使可以缓解大电网压力的分布式发电技术突飞猛进。三相并网逆变器作为分布式发电系统的基本单元,要求其既可以独立带载运行,又可以并网运行。为了使并网逆变器在两种模式下稳定工作,研究独立/并网双模式的平滑切换也就有了更深远的意义。本文对三相并网逆变器进行建模分析,分别设计了独立运行状态和并网运行状态下的控制器参数,并分别对这两种状态进行仿真验证;重点研究了不同参数变量、不同控制方式在不同运行状态下进行并网/脱网切换对逆变器输出电压,电网电流的影响;分析设计了三相软件锁相环。最终采取在逆变器由独立到并网时进行电流过渡模式并网;由并网到独立时进行电压过渡模式脱网的控制策略,并通过仿真进行了验证。最后,搭建了以TMS320F2812作为控制芯片,功率3 KVA的三相并网逆变器实验平台。实验完成了输出电压110 V,功率2 KVA的三相并网逆变器独立运行、并网运行实验,并且实现了三相并网逆变器独立/并网双模式的平滑切换,理论分析通过实验得到了验证。

关键词：双模式逆变器独立模式并网模式锁相环平滑切换

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双模式逆变器并/脱网过程电路特性分析与研究

双模式逆变器并/脱网过程电路特性分析与研究

引用

中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十七届学术年会

作者：王晓寰张纯江穆潇李霞电力电子节能与传动控制河北省重点实验室(燕山大学电气工程学院)，河北省秦皇岛市 066004 北京电铁通信信号勘测设计院有限公司，北京 100036 河北九易庄宸工程设计有限公司，河北省石家庄市050031

为实现大电网和分布式发电系统的协调稳定运行，双模式逆变器并/脱网切换瞬态过程分析和无缝切换成为其中的关键技术之一。本文力图揭示系统中各环节、器件参数及控制对切换瞬态过程的冲击影响。以电路原理为基础，建立不同时刻下模式... 详细信息

为实现大电网和分布式发电系统的协调稳定运行，双模式逆变器并/脱网切换瞬态过程分析和无缝切换成为其中的关键技术之一。本文力图揭示系统中各环节、器件参数及控制对切换瞬态过程的冲击影响。以电路原理为基础，建立不同时刻下模式切换暂态数学微分方程，研究系统变量、器件参数对产生暂态冲击及对电网或负载的影响分析，寻求无缝切换控制策略。依据暂态过程中系统各变量之间的函数关系，采取有效措施抑制直流分量和暂态分量，实现无缝切换。仿真和实验结果验证了该方法的正确性和可行性。

关键词：分布式发电系统双模式逆变器无缝切换暂态分析

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基于微电网的分布式光伏电站研究

基于微电网的分布式光伏电站研究

引用

作者：郑晓明曲阜师范大学

学位级别：硕士

随着能源短缺的日益严重,新能源发电愈发受到人们的青睐。基于微电网的分布式光伏电站将光伏发电与储能单元相结合,能够有效解决因光伏发电的随机性造成的电压波动问题,改善并网电能质量。本文从单元级和系统级两个层面研究了如何保障... 详细信息

随着能源短缺的日益严重,新能源发电愈发受到人们的青睐。基于微电网的分布式光伏电站将光伏发电与储能单元相结合,能够有效解决因光伏发电的随机性造成的电压波动问题,改善并网电能质量。本文从单元级和系统级两个层面研究了如何保障基于微电网的分布式光伏电站系统安全、稳定运行。本文首先研究了光伏发电的基本原理,利用Simulink仿真分析了光伏电池的输入输出特性,并针对其输出特性引入最大功率点跟踪控制。搭建基于Boost转换电路的光伏控制器平台,从仿真和试验两个方面验证了所提控制策略能够快速、有效地实现光伏控制器的性能。其次,研究了蓄电池储能单元,采用DC/DC双向变换器作为蓄电池充放电控制器,建立了DC/DC双向变换器的数学模型。采用电压/电流双闭环控制策略,在实现蓄电池能量双向流动的同时维持直流母线稳定。通过仿真及试验验证:在光伏输出功率充足的情况下,控制器能够将剩余功率储存到蓄电池中,减小母线电压的波动;在光伏输出功率不足的情况下,蓄电池通过控制器放电,补偿差额功率,保证直流母线的稳定,提高系统运行的可靠性。再次,为应对光伏发电系统接入电网所致的电网阻抗变化对并网逆变器性能的影响,提高其应对电网变化的能力,提出了含电网阻抗估测的并网逆变器二自由度控制策略。通过含电网阻抗的并网逆变器模型,研究了电网阻抗变化所致的阻抗失配对系统稳定性的影响;提出了一种可独立调整跟随和抗扰性能的二自由度控制策略,并设计跟随控制器及抗扰控制器,采用非特征次谐波注入法实时估测电网阻抗,给出含电网阻抗检测的完整二自由度控制方案并进行了仿真研究和试验验证。结果表明:所提二自由度控制策略具有同时兼顾电流快速跟随和抗电网阻抗扰动能力,可有效提高并网逆变器的稳定性。最后,将光伏发电单元、储能单元及并网逆变器等进行有效集成,建立了1.5kW的分布式光伏电站试验平台。针对系统离网/并网双模式运行,研究了系统的协调控制。离网模式下,系统交流电压及频率通过逆变器自身进行调节稳定,光伏发电模块根据功率变化工作在最大功率追踪模式或者限功率模式,差额功率通过DC/DC双向变换器对蓄电池的充放电完成补偿;并网模式下,系统交流电压及频率由公共电网维持,光伏发电单元保持最大功率输出,DC/DC双向变换器完成对直流母线的恒定并平抑光伏发电的功率波动。

关键词：光伏发电微电网蓄电池双模式逆变器协调控制

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光伏离并网智能控制系统研究

光伏离并网智能控制系统研究

引用

作者：张天夏华南理工大学

学位级别：硕士

本文中研究的光伏离并网双模式逆变器做到了对传统光伏并网和离网逆变器功能的融合,非常适用于小型分布式发电系统,当电网出现异常时,系统工作在离网模式,输出供负载使用;当电网正常时,系统工作在并网模式,直接将能量输入到电网,多余的... 详细信息

本文中研究的光伏离并网双模式逆变器做到了对传统光伏并网和离网逆变器功能的融合,非常适用于小型分布式发电系统,当电网出现异常时,系统工作在离网模式,输出供负载使用;当电网正常时,系统工作在并网模式,直接将能量输入到电网,多余的电量可以输入到附近的电网系统。但如何提高蓄电池充电效率,提高并网输出电流质量以及实现离网和并网模式之间的平滑切换等问题仍然没有得到很好的解决。因此本文将针对上述问题进行深入的研究。首先论文根据需求对光伏离并网逆变器的主电路和控制电路进行了设计。其中并网逆变系统包括前级交错并联Boost电路、后级全桥逆变电路;离网逆变系统电路结构包括蓄电池推挽升压电路、后级全桥逆变电路、蓄电池全桥移相充电电路。两种工作模式共用后级全桥逆变电路。此外,当光伏太阳能阵列输出异常时,电网电压通过全桥电路结构给蓄电池充电,全桥拓扑结构可以双向工作,构成了本系统中的PWM双向变换器。论文分析了两部分主电路的工作原理,并对关键元件的进行了参数设计与选型。其次论文提出了离网和并网模式的控制策略。提出了离网模式下蓄电池在光伏太阳能阵列下以及在电网下的四段充电方法。该方法在传统的三段充电法中加入了预充电模式,使整个充电过程更加平滑,延长了蓄电池的使用寿命。并提出了离网工作模式下后级逆变稳压限电流的控制方法;当系统工作在并网模式时,后级外接非线性负载时会产生负载电流畸变的问题,因此在传统的后级无差拍控制方法中加入了模糊控制算法,使系统在外接非线性负载的情况下表现出更高的稳定性。并提出了并网模式下光伏最大功率点跟踪算法。接着针对离并网双模式逆变器中存在多种子工作模式,提出了基于直流母线电压的分级控制策略,从而实现了子模式之间高效率的切换和管理。基于系统中离网、并网两种工作模式,提出了离网和并网模式之间的切换方法。最后论文制作了一台3.2KW的光伏离并网双模式逆变器。根据四段充电法,实现了蓄电池高效充电;并网后级采用模糊无差拍控制方法,有效降低了外接非线性负载时的电流谐波,电流谐波小于3%;成功实现了离网和并网模式之间的切换,整个切换时间不超过2s,真实切换时间小于一个电网周期20ms。

关键词：双模式逆变器模糊无差拍控制分级控制模式切换

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双模式微电网逆变器控制策略研究

双模式微电网逆变器控制策略研究

引用

作者：王一江北京交通大学

学位级别：硕士

摘要：双模式微电网逆变器是分布式发电系统的重要组成部分,它既可以工作于并网模式,将分布式发电装置产生的能量送入电网；也可以工作于离网模式,在电网供电中断时为本地负载提供电压频率支撑。为了保证负载的不间断供电,两种工作模式... 详细信息

摘要：双模式微电网逆变器是分布式发电系统的重要组成部分,它既可以工作于并网模式,将分布式发电装置产生的能量送入电网；也可以工作于离网模式,在电网供电中断时为本地负载提供电压频率支撑。为了保证负载的不间断供电,两种工作模式之间的转换为不停机重启的无缝切换；同时应具备快速准确的孤岛检测功能,避免模式切换误动作。本文着重研究了双模式微电网逆变器的离网运行、工作模式无缝切换和孤岛检测技术。本文建立了双模式逆变器的并网模型,采用单电流环控制方式实现了输出功率的控制,计算出关键控制参数,在Matlab/Simulink环境下搭建了仿真模型,验证了双模式逆变器在单电流环控制方式下具有良好的稳态和动态特性。双模式逆变器离网运行时须为微电网系统提供电压和频率支撑。文中比较了恒电压恒频率控制和下垂控制,选用基于P-f,Q-V的下垂控制。文中分析了电网阻抗对下垂控制的影响,以及三台双模式逆变器并联离网运行构成微电网的稳定性问题。通过Matlab/Simulink仿真以及微电网实验平台的实验,证实了该控制策略可以使双模式逆变器实现离网状态下的稳定运行,为本地负载提供电压支撑,同时具有快速响应负载变化的能力。并网运行与离网运行的平滑切换是双模式逆变器的关键技术。本文研究了一种并行切换技术,通过增加控制环节使双模式逆变器的两套控制策略输出的电压矢量互相跟踪,实现无缝切换。文中应用赫尔维茨稳定判据对新增控制环节的参数进行了选取。通过仿真和实验证实了并行切换策略的有效性,切换过程未出现负载电压电流突变,保证了重要负荷的不间断供电。双模式逆变器运行模式的切换依赖于有效、准确、可靠的孤岛检测。文中对负序电压正反馈孤岛检测法和基于DFT测量电网阻抗孤岛检测法进行了理论分析和仿真实验,证实了两种方法都具有检测盲区小、检测速度快的特点。但是,基于DFT测量电网阻抗孤岛检测法的实现需要对并联双模式逆变器的检测时间进行协调,降低了孤岛检测的时效性,故本文选择负序电压正反馈孤岛检测法。本文对双模式微电网逆变器的关键技术进行了研究。双模式逆变器的并网运行采用单电流环控制方式,实现了对输出功率的控制；离网运行采用下垂控制方式,在无互连信号线的情况下实现双模式逆变器自动分配负载,并为微电网系统提供电压频率支撑；通过增加控制环节实现了运行模式无缝切换,避免负载电压电流出现突变：以负序电压正反馈孤岛检测法实现快速准确的孤岛检测。

关键词：微电网双模式逆变器平滑切换下垂控制孤岛检测

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双模式光储互补发电系统能量转换与控制技术研究

双模式光储互补发电系统能量转换与控制技术研究

引用

作者：张尚腾北京交通大学

学位级别：硕士

随着人类社会的发展传统能源日渐枯竭,以太阳能为代表的清洁能源越来越受到人们的重视,各国相继大力发展光伏发电技术。本文设计了一种双模式光储互补发电系统,该系统既可并网运行也可离网运行,重点研究了其能量转换系统设计方案和对应... 详细信息

随着人类社会的发展传统能源日渐枯竭,以太阳能为代表的清洁能源越来越受到人们的重视,各国相继大力发展光伏发电技术。本文设计了一种双模式光储互补发电系统,该系统既可并网运行也可离网运行,重点研究了其能量转换系统设计方案和对应的控制技术,并进行了相关仿真研究和实物测试。根据光伏电池的数学模型研究了其输出特性曲线,针对传统最大功率点跟踪(Maximum Power Point Track, MPPT)算法的不足,提出了一种新的MPPT算法即改进扰动观察法,该方法具有速度快、精度高的特点,同时避免了振荡的发生。针对离网小负载时储能电池满充的情况设计了光伏限功率模式,并实现了光伏MPPT和限功率模式的相互切换,使得光伏可以在多种工况下连续运行。设计了光伏DC/DC变换器,并根据其工作方式制定了占空比前馈的双环控制策略,使用该策略的光伏DC/DC变换器具有动态性能好、调节精度高的特点。根据储能电池的特性制定了电池成组方式,设计了储能DC/DC变换器双向Buck-Boost的电路结构。针对电流环和电压电流双环的控制方法,对比分析了单极性PWM和双极性PWM的控制效果,制定了双极性PWM的单双环控制策略,该方法电流换向稳定、超调量小根据双模式逆变器的工作原理,建立了并、离网数学模型,并网模式采用电压定向控制,离网模式采用V/f控制。针对并网模式可能出现的孤岛问题,提出了基于d-q锁相环的主动角频率扰动法进行孤岛检测,该方法简便可靠,对系统稳定性影响小。针对双模式逆变器使用的LCL滤波电路谐振问题,采取了有源阻尼控制,该方法能有效抑制谐振电流且操作简便。设计了双模式光储互补发电系统整体结构和系统控制策略,搭建了双模式光储互补发电系统实验平台,进行了针对性的测试实验,验证了系统设计和控制技术的可行性和实用性。

关键词：光储互补 MPPT DC/DC变换器双模式逆变器孤岛检测

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