论文总字数：30936字

摘 要

16012314 谢翱羽

指导老师 陈歆技

在新型能源多元启用的今天，太阳能等可再生能源在电力系统的使用日趋广泛。多种能源采取分布式发电的方式接入系统，其中所含有大量电力电子元件在运行过程中带来的谐波可能对电力系统产生巨大的危害。

本文首先介绍了谐波的产生及危害，对比多种谐波治理的手段提出了有源滤波器和各种无源滤波装置的研究。提出了现阶段比较先进的谐波抑制技术。

其次针对分布式的电源的谐波检测和控制展开研究。以分布式光伏发电系统三相并网模型为主体，采用了经典PV光伏电池模型以及多种MPPT最大功率寻找方式，确保随时输入最佳功率。

此外介绍了多种常见的谐波检测方法，例如基于FFT的谐波检测法, 自适应电流检测法。其中重点介绍了三相三线制系统和三相四线制系统中两种谐波检测方法。

在整体的光伏PV电源并入电网的过程中采用了多级滤波器，隔离变压器以及dq控制反馈环节达到更加优良的滤波效果。在整体的研究过程中对于光伏发电系统的PV及MPPT系统进行了研究和建模，对于其中的最大功率寻找算法进行了改进，提出了变步长扰动观察法等MPPT算法。其次对于模型的boost电路进行了参数设置，最后在三相并网的环节对于滤波器和反馈环节进行了研究设置，利用pq解耦法来生成三相PWM波调制，并通过matlab/Simulink模型进行了仿真。

关键词 分布式电源，Simulink模型，光伏发电， 滤波检测控制

Abstract

In today's rapid development of new energy, solar energy and other renewable energy in the power system is becoming more widespread. Take the form of a variety of energy distributed generation access systems, a large number of power electronics facilities contained therein will generate a lot of harmonics when accessing the system, the power system to produce great harm.

This paper describes the generation of harmonics and harm, compared to other means of control harmonics, can be accurately made, dynamic compensation harmonic active filter. Briefly introduces the active filter current development situation and research.

This topic research on this subject for harmonic detection and control of distributed power expansion. Distributed photovoltaic power generation system and the three-phase network model as the main body, with a classic model PV photovoltaic cells and a variety of MPPT maximum power to find ways to ensure optimal power input at any time. Solar PV power to the grid during the use of multi-stage filters, isolation transformers and dq control feedback loop step by step to achieve a more excellent filtering effect. In the whole course of the study for the first photovoltaic system and MPPT PV systems research and modeling, the maximum power finding algorithm has been improved, secondly, the boost circuit model parameters were set. Finally, the three-phase grid link for filter and feedback loops have been studied settings. For the entire model from all aspects of the reconstruction algorithm and set of device parameters, and through matlab / Simulink model simulation.

Key words :Distributed Power,PV, Filter detection control, Simulink Model

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2分布式发电现状 1

1.3谐波的危害及治理措施 2

1.3.1谐波的危害 2

1.3.2谐波治理措施 2

1.4有源电力滤波器 3

1.4.1有源滤波器的发展 3

1.4.2有源滤波器关键技术的研究 4

1.5无源电力滤波器 4

1.6本文主要研究内容及章节安排 5

第二章 分布式光伏发电PV系统建模 6

2.1 光伏电池PV研究及仿真 6

2.2 MPPT算法研究及仿真 10

2.3分布式发电三相并网研究及仿真 14

第三章 谐波电流检测研究 18

3.1常见的谐波检测技术 18

3.1.1基于FFT的谐波检测法 18

3.1.2自适应电流检测法 19

3.1.3人工神经网络电流检测法 19

3.1.4基于Fyrze时域分析的有功电流分离法 19

3.2三相三线制电力系统中瞬时无功功率理论的谐波检测法 19

3.2.1 ip-iq检测法 20

3.2.2 d-q检测法 22

3.3三相四线制电力系统中的谐波检测 23

3.3.1 ip-iq-i0检测法 23

3.3.2 p-q-r检测法 25

第四章 分布式发电模型的谐波消除 28

4.1 MPPT算法的优化及仿真 28

4.2 并网无源滤波器研究及仿真 29

4.3 三相并网反馈环的研究及仿真 32

4.3.1功率跟踪模块 33

4.3.2 三相电流和电压的dq分解 34

4.3.3电流环控制 34

4.3.4 PI参数设置 36

4.3.5三相PQ控制并网仿真模型 37

第五章 结论 39

致谢 40

参考文献 41

第一章 绪论

1.1引言

人类的能源从原始社会的刀耕火种到古老的水能的利用，再逐步演变到现代社会的化石能源。随着科技的飞速发展，风能水能太阳能等各种可再生能源逐步融入了我们社会发展历史进步的大潮流中。而电能作为一种二次能源，其方便快捷但又经济有效的传输和使用方式已经在我们的工业发展和日常生活中起到了不可代替的作用。在现代社会，如何更加清洁地获得电能以及如何稳定有效地运输电能是能源发展的主要探讨方向。

如今化石能源作为现阶段主要的能源来源已经日渐枯竭满足不了社会的发展需求。此外化石燃料的大量启用对于我们的生存家园造成了很大的污染。能源问题不断出现渐渐被人们重视，电力行业自能源中的地位逐步被人们所认可。以往的电力发展大多数都是依靠火电，水电和核能等较为大型集中式电源以及利用高压特性进行较远距离输电来实现电能的产生和调配，但是随着人类活动的越来越广泛，社会对于电能的清洁来源以及电能质量的安全可靠有了越来越高的要求。在飞速发展的经济面前传统的电力行业面对越来越多的挑战，同时也一点点暴露出了存在的很多问题。其主要弊端存在于以下几点：

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