单相光伏发电的并网控制研究 学位论文 .doc

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1、单相光伏发电的并网控制研究【摘要】能源是国家经济发展以及人类赖以生存和发展的重要物质基础，在当今能源紧缺的时代背景下，太阳能光伏发电的研究具有非常重要的战略意义。随着电力电子技术的不断发展，建立大规模的光伏并网发电系统将会是太阳能利用的主要方式。基于此背景，本课题研究了单相光伏并网发电系统，对该系统中的光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)、并网逆变作了分析与研究。首先对单相光伏并网发电系统的几种不同结构进行了比较，确定了单相光伏并网系统的拓扑结构。其次从光伏电池的等效模型出发，建立其数学模型。利用Matl

2、ab/Simulink建立光伏电池模型，仿真分析了光照强度的改变及温度的改变对其输出特性的影响。然后分析比较了几种常规的最大功率跟踪（MPPT）方法，并采用扰动观察法通过控制Boost电路占空比实现光伏电池的最大功率跟踪控制。仿真表明模型对外界环境变化具有较好的适应性和良好的动态性能。最后通过并网电流控制方式的分析和比较，研究实现了光伏发电并网运行控制策略的仿真模型，确定了控制器参数。建立了电网电压前馈补偿的SPWM电流跟踪控制模型，仿真验证了模型能够实现单位功率因数并网。关键词：光伏发电；最大功率点跟

3、踪；Boost变换器；逆变单相光伏发电的并网控制研究【Abstract】Energyisanimportantmaterialfoundationofthenationaleconomicdevelopmentandhumansurvivalanddevelopment.Intoday'senergyshortageunderthebackgroundofthetimes,thesolarphotovoltaicresearchhasveryimportantstrategysense.Theestab

4、lishmentoflarge-scalegird-connectedPVsystemswillbethemainwayofusingsolarenergywiththecontinuousdevelopmentofpowerelectronicstechnology.Thesinglephasephotovoltaicgrid-connectedgenerationsystemisresearchedinthepaper.Thesystemmakesaprofoundanalysisandresear

5、chofphotovoltaicmaximumpowerpointtracking(MPPT)andgrid-connectedinverter.Firstly,thetopologyofthesysteminthepaperisdeterminedbyanalyzingseveraldifferentstructuresofthesingle-phasegrid-connectedPVsystems.Secondly,themathematicalmodelsofsolarcellareestabli

6、shedthroughtheequivalentmodelofsolarcell.MATLAB/Simulinkisusedtostudytheoutputcharacteristicsofphotovoltaicarrayundertheconditionsofthechangesoflightintensityandtemperatureandpartialshadow.Thirdly,severalconventionalmaximumpowerpointtracking(MPPT)methods

7、areanalyzedandcompared.PerturbationandObservationmethod(P&O)isusedtocontroltheboostconvertertorealizethePVMaximumPowerPointtracking(MPPT).Theresultsofsimulationshowthatthemethodhasgoodadaptabilityaccordingtoexternalenvironmentalchangingandgooddynamicperf

8、ormance.Finally,thesimulationmodelofPVgrid-connectedoperationcontrolstrategywasstudied.TheSPWMcurrenttrackingmodelwasusedtotrackthesingle-phasePVgrid-connectedcontrolandthegridvoltagefeed-forwardcompensationisconsidered.Si