兼顾谐波抑制功能的三电平光伏逆变器研究与设计-华南理工大学硕士学位论文.docx

华南理工大学硕士学位论文 STYLEREF 标题 1 \n \* MERGEFORMATError! No text of specified style in document. STYLEREF 标题 1 \* MERGEFORMAT Error! No text of specified style in document. PAGE \* MERGEFORMAT64 PAGE \* MERGEFORMAT63 绪论 选题背景及研究的意义 能源是社会文明赖以生存和发展的重要物质基础之一，对于国民经济的发展也是至关重要的，随着世界的发展，现在能源危机端倪也逐渐显露出来，与此同时，天然气、石油与煤炭等能源的大量运用，也对环境造成了破坏与产生了能源可持续运用的 [1-4]。所以，新能源的研发和使用作为解决这一严峻问题的有效途径，是目前社会在将来发展中主要探究的问题。各个国家研发人员在研发新型环保能源当中，光伏发电因其优质的性能而崭露头角，变成研发人员的主要研究对象，进而造成光伏发电体系获得了极大的推广与运用[5]。 另外一方面，因为电力科技的快速发展，大批的电力设施与非线性装置被投加到电力网中运用，在给人们生活带去极大便捷的时候，也造成相当严重的谐波污染，导致电能质量的明显降低，给电力网的管理与质量管理造成了巨大的压力[6]。谐波的出现会威胁电力装置的安全运作，缩短电器设备的使用寿命，并影响电力的传送和有效运用。谐波污染已变成电力网体系中主要的危害，怎样对谐波做出合理治理，实现谐波的有效抑制及补偿已经成为电网系统急需解决的问题[7]。目前电网系统使用最广泛的谐波抑制措施是在谐波源处接入无源滤波器或者有源滤波器，而有源滤波器由于具有优秀的谐波补偿和抑制能力以及良好的动态特性，因此在电网系统的使用效果更加优异[8]。 基于以上背景因素，鉴于光伏发电体系与有源滤波体系的类似性，当前海内外也逐渐有研发人员对二者的联合运用做出探究[9]。因此，本文拟对光伏发电和谐波抑制功能的结合运作进行研究，通过设计控制算法使光伏逆变系统在输出有功功率的同时，还同步检测网侧谐波并进行谐波补偿抑制，从而更有效的提高光伏体系的运用效率与节约谐波处理设备的投资成本。 国内外研究现状 光伏发电技术的研究现状 目前世界???国的电能来源主要是通过火力与水力发电等固有方式来获得。伴随社会与技术的不断发展，对电力的需求量仅会日渐增加，尤其是在我国，伴随城市化进程的不断加快，电力的生产也与日俱增，而由于目前我国目前的发电装机量中煤电占据着70%以上的比例，由此引发的环境污染问题和能源短缺问题也日益突出[10]。所以利用太阳能、风能、潮汐能、以及地热能发电技术被各个国家的研究者陆续提出，其中太阳能发电技术因其含量丰富、能源清洁、获取方便、不受地域影响、干净环保等原因而备受研究人员的青睐和关注。 自二十世纪七十年代开始，各个国家陆续投入研发运用太阳能的热潮之中，太阳能运用已占用了能源发展策略的关键地位。相对于地球的寿命来说，太阳能资源基本上可以称作取之不尽、用之不竭的洁净能源，而且中国地缘辽阔，太阳能能源储量丰厚，所以，太阳能在二十一世纪必然会变成主要的发展能源，在全球资源构造中占有绝对的地位，并有希望在二十一世纪后期逐渐变成全球各国的主导能源。 在全球中，大多数发达国家，以德、美、日作为重要力量，均在大力研发和开展光伏项目[11]。早在1997年，美国在联合国国际环境发展会议上提出了“100万太阳能屋顶计划”[12]，表明了其征服对太阳能发电的支持，计划在直到2010年的十多年时间内，完成101.4万套太阳能光伏并网发电系统，此外，早几年也制定了“面向2030年的光伏工业线路图”，定下了在2030年前达到200GW的宏大计划。德国曾经指出“十万屋顶规划”以激励人们在房顶安置太阳能光伏设备，并要求民众发出的电由电力网企业购买，力求从居民房顶上获得3000MW的能源[13]；之后在2004年，通过并实施了《新（修改）可再生能源法》法案，即著名的上网电价法，把市场经济的规律引进到光伏发电的发展中去，使得德国的光伏发电事业得到了飞速的发展，据不完全统计，德国的光伏发电系统累计安装容量高达10GW，成为全球最大光伏市场之一[14-15]。日本最开始在1974年便制订 “阳光企划”，即运用可再生资源太阳能替代原油的长远计划，在光伏电池研发和降低光伏发电成本等方面取得了较大的成功[13]；几年前，日本国家还制订了 “低碳社会行动规划”，主动推动技术研发与减少光伏电力体系成本，另外还深入落实各类激励制度，推进当地民众购置应用家庭光伏发电的设备，经过多年的努力研发，当前日本的光伏发电体系累积总装机数量仅低于美国，变成欧盟之外的一大市场[13]。 与