并網(wǎng)光伏逆變系統(tǒng)的控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)能源的銳減及環(huán)境污染的加劇,新能源的開發(fā)利用受到世界各國的普遍關(guān)注。太陽能以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)越來越受到重視。并網(wǎng)光伏發(fā)電作為太陽能光伏利用的主要形式,得到了快速的發(fā)展。此外,電力電子技術(shù)的發(fā)展以及高性能的數(shù)字信號處理芯片(DSP)的出現(xiàn),使得一些先進(jìn)的控制策略應(yīng)用于并網(wǎng)光伏逆變器成為可能。本論文就是在這種背景下,對并網(wǎng)光伏逆變系統(tǒng)中的核心器件逆變器進(jìn)行了研究。逆變器作為光伏陣列和電網(wǎng)接口的主要設(shè)備,它的性能決定著整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的性

2、能。為了將光伏陣列產(chǎn)生的電能最大限度且無污染地饋入電網(wǎng),并實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定、可靠和精確地運(yùn)行,就需要對逆變器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其控制策略進(jìn)行深入研究。
　　 論文首先分析了光伏發(fā)電的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展前景,對光伏發(fā)電系統(tǒng)的種類、結(jié)構(gòu)及并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了綜述。介紹了逆變器的分類并通過詳細(xì)分析比較逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),最終確定了兩級式全橋逆變器拓?fù)?單相和三相)作為本論文的主要研究對象；對現(xiàn)有的并網(wǎng)逆變器控制策略進(jìn)行了比較,并分析了各種控制策略的特

3、長、應(yīng)用場合及各自的局限性,最終確定將比例諧振控制算法作為本文逆變器的瞬時(shí)電流控制方案。
　　 接下來分別對并網(wǎng)光伏逆變系統(tǒng)進(jìn)行了建模。選用boost電路作為前級升壓電路,并建立了其數(shù)學(xué)模型；建立了單相并網(wǎng)光伏逆變器的數(shù)學(xué)模型,并分析了其工作原理,針對三相并網(wǎng)光伏逆變器的特點(diǎn),建立了并網(wǎng)光伏逆變器的狀態(tài)空間數(shù)學(xué)模型。
　　 然后,分析了太陽能電池的模型及輸出特性,給出了系統(tǒng)的整體控制策略框圖,比較了幾種常用的最大功率點(diǎn)跟

4、蹤(MPPT)控制方案,并選取了改進(jìn)爬山法MPPT方案；對逆變器輸出電流比例諧振控制策略進(jìn)行了深入的分析,推導(dǎo)了其在頻域中的傳遞函數(shù),分析了其無靜差跟蹤正弦信號的機(jī)理,并給出了其模擬實(shí)現(xiàn)方式和數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法。
　　 接著,用仿真軟件MATLAB對并網(wǎng)光伏逆變系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證了算法的可行性和有效性。簡要介紹了利用dSPACE系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的流程及其在該過程中所需要用到的工具,并利用dSPACE對本文所給出的MPPT控制以及逆變器的