太阳能光伏并网发电系统的研究.pdf

《太阳能光伏并网发电系统的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2005年5月电工技术学报Vol.20No.5第20卷第5期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYMay2005太阳能光伏并网发电系统的研究王飞余世杰苏建徽沈玉梁（合肥工业大学能源研究所教育部光伏系统工程研究中心合肥230009）摘要针对光伏阵列的特点，提出了基于最大功率点跟踪(MPPT)的光伏阵列并网发电方案，采用电网电压前馈和电流跟踪技术，建立了相关的控制模型，实现了网侧电流正弦化且为单位功率因数，实验结果证明了方案的正确性。关键词：光伏并网前馈MPPT中图分类号：TM615ResearchonPhotovoltaicGrid-C

2、onnectedPowerSystemWangFeiYuShijieSuJianhuiShenYuliang（HefeiUniversityofTechnologyHefei230009）AbstractAphotovoltaicgrid-connectedinverterwithmaximumpowerpointtracking(MPPT)isproposed.Thecontrolmodelofsystemisfoundedbythetechnologyofgridvoltagefeedforwardandcurrenttracking.Inthissystem,sinewav

3、egridconnectedcurrentandunitypowerfactorarerealized.Theexperimentprovesthecontrolconceptdescribedinthispaper.Keywords：Photovoltaicgrid-connected,feed-forward,MPPT拓扑结构，如图1所示。1引言IIspd从能源的角度看，太阳能必将实现其从补充能ILcVTVTVTaiaUV135a源向替代能源的角色过渡，太阳能发电将逐渐从无太阳aLibU+bb电池CV0电地区向有电地区发展。光伏并网发电是太阳能利bLi阵列ccUcV用的发展趋

4、势，除大型光伏并网电站外，光伏发电cVTVTVT246系统将愈来愈多地用于调峰电站和屋顶光伏并网电站。目前美、德等发达国家已经推出了规模较大的图1主电路拓扑结构屋顶光伏并网发电计划，预计美国在10年内将安装Fig.1Thepowercircuit总容量为3000MW的太阳能屋顶并网电站，作为屋系统采用三相桥的电路结构，逆变电压通过电顶并网发电计划核心的并网逆变系统也将越来越多感与电网相连，实现光伏系统的并网运行。并网运地得到更多的关注。本文从光伏系统的特点出发，行模式下，系统的控制目标是使逆变器输出之正弦分析了并网系统的工作原理、研究了系统的最大功波电流的频率和相位与电网电压的频

5、率和相位相率跟踪问题，同时建立了控制模型，最后通过实验同，电流的大小由光伏阵列输出的功率决定。验证了方案的正确性。2.2光伏阵列的最大功率点跟踪（MPPT）光伏阵列的特性曲线如图2a所示，阵列工作点2系统原理不同决定了它的输出功率也不同。光伏阵列最大功2.1系统结构率点跟踪的原理是：通过检测光伏阵列在不同工作通常光伏并网逆变器主电路采用电压型逆变的点下的输出功率，经过比较寻优，找到光伏阵列在确定日照和温度条件下输出最大功率时对应的工作国家“十五”科技攻关资助项目（2001BA403B）。电压。具体实现方法如下：首先使光伏阵列工作于收稿日期2004-03-02改稿日期2005-02

6、-03第20卷第5期王飞等太阳能光伏并网发电系统的研究73某一确定电压值，然后扰动太阳电池输出电压值S1a=msin(ωt+α)(UPV+∆U)，再测量输出功率的变化，与扰动之前的S1b=msin(ωt+α−2π3)功率值相比。若输出功率值增加，则表示扰动方向S=msin(ωt+α+2π3)1c正确，可向同一方向以+∆U为步长再扰动；若扰动设电网相电压和并网相电流之间的相角为θ，则后的功率值减小，则向反方向以−∆U为步长再扰动。I=Isin(ωt+θ)am此法的最大优点在于其结构简单，被测参数少，通I=Isin(ωt+θ−2π3)bm常被较普遍地应用于光伏系统最大功率点的跟踪控I

7、=Isin(ωt+θ+2π3)cm制。通过不断扰动使阵列输出功率趋于最大，寻优式中Im——相电流的幅值过程如图2b所示。当只考虑开关函数的基波分量时，则有I=S×I+S×I+S×I41kW/m2daabbcc=msin(ωt+α)×Isin(ωt+θ)+0.75kW/m2m3msin(ωt+α−2π3)×Isin(ωt+θ−2π3)+0.5kW/m2m/Amsin(ωt+α+2π3)×Isin(ωt+θ+2π3)mIsp2=32mIcos(α−θ)m1因此，系统控制模型可以建立为