直流模塊式光伏發(fā)電系統(tǒng)拓?fù)浼翱刂蒲芯?pdf

1、世界能源危機(jī)的加劇使得光伏發(fā)電得到了長足的發(fā)展，并成為了當(dāng)今新能源利用的主流之一，而與建筑集成化將是未來光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要發(fā)展趨勢。在住宅和建筑集成應(yīng)用中，光伏發(fā)電系統(tǒng)容易受到局部陰影和光照條件不同引起的光伏組件電氣參數(shù)失配的影響，導(dǎo)致系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化效率較低，甚至形成熱斑，損壞組件。為了提高光伏發(fā)電系統(tǒng)在陰影和失配條件下的能效，保護(hù)光伏組件，本文提出了一種新型的基于并聯(lián)直流模塊的光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并對系統(tǒng)架構(gòu)、前后級電路拓?fù)洹⒐夥M件特

2、性、最大功率跟蹤、并網(wǎng)控制策略等方面內(nèi)容進(jìn)行了研究。 論文首先對三種直流模塊式光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析和比較。結(jié)合Saber仿真等手段論證了并聯(lián)直流模塊光伏發(fā)電系統(tǒng)能效最高、是最為適合建筑光伏集成應(yīng)用的一種光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，提出了光伏直流模塊變換器與集中并網(wǎng)逆變器的技術(shù)指標(biāo)要求，并據(jù)此對前述兩個部分的具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式進(jìn)了分析和選擇。詳細(xì)介紹了研究中選用的電流饋入型半橋變換拓?fù)潆娐吩砗瓦\行方式，指出了基本電路拓?fù)?/p>

3、在負(fù)載范圍、軟啟動、效率、緩沖等方面存在的不足。詳細(xì)分析了帶有源鉗位緩沖的改進(jìn)型電路拓?fù)涞母鞣N運行模態(tài)，對若干設(shè)計問題進(jìn)行了討論，并利用仿真和實驗進(jìn)行了驗證分析。利用導(dǎo)納增量法實現(xiàn)了光伏直流模塊的MPPT 控制功能，討論了調(diào)節(jié)步長、采樣時間間隔等算法參數(shù)對MPPT 跟蹤性能的影響。 另外，通過對光伏組件的仿真建模，分析了光伏組件輸出特性在局部陰影下發(fā)生變異的原因，總結(jié)了陰影條件下組件輸出特性曲線的若干特點。設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于直

4、流母線外環(huán)和并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)的并網(wǎng)控制方案。重點研究了兩種不同內(nèi)環(huán)控制器形式。針對輸出濾波電容導(dǎo)致并網(wǎng)電流相位、幅值誤差及低次諧波的問題，在常規(guī)的內(nèi)環(huán)PI 控制結(jié)構(gòu)上添加了電容電流補(bǔ)償環(huán)節(jié)，從閉環(huán)輸出阻抗的角度對控制器性能進(jìn)行了若干分析。 為了實現(xiàn)并網(wǎng)電流的無靜差跟蹤和指定電網(wǎng)低次諧波的補(bǔ)償，本文引入基于正弦內(nèi)模原理的比例諧振控制器，從頻域上對其控制特性進(jìn)行了分析，并介紹了基于δ-1算子和DFIIt 結(jié)構(gòu)的數(shù)字實現(xiàn)方式。直流母線電壓外