无功功率补偿和谐波抑制的光伏并网系统研究

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1、摘要捅要随着全球范围内能源紧缺和安全问题的日益突出，可再生能源的利用引起广泛的重视。目前，新能源的主要研究放在了太阳能利用和风能的利用上面。本文提出了一种新的光伏并网系统，它是利用光伏并网逆变主电路的特点，将光伏并网的发电控制与无功补偿、有源滤波相结合，在有效地进行光伏并网发电的同时，还可以对电网中的无功和谐波进行补偿或抑制，进而提高电网供电质量和能力，并减少线路损耗。在光伏并网发电的控制中，研究了光伏并网发电拓扑结构、太阳电池最大功率点跟踪、谐波及无功电流检测等，瞬时无功补偿和谐波抑制、最大功率跟踪等技术是本文的重点研究，这些问题的研究是为了很好地实现了光伏并网发电与无功补

2、偿的统一控制。根据光伏并网发电中最大功率点跟踪问题，分析了光伏阵列的V-I特性与温度和日照强度，太阳能电池输出功率具有强烈的非线性。对光伏并网系统的MPPT方法做了进一步的研究，综合各种方法的优缺点，提出了一种改进型的MPPT算法。使用MATLAB中的POWERSYSTEMBLOCKSETS工具软件建立了单相光伏并网发电系统的动态模型，并进行了仿真，给具体的硬件设计提供了极为有效的帮助。通过仿真研究，验证了MPPT方法的J下确性。在有源滤波器的工作原理基础上，基于光伏并网系统特点，提出了将谐波和无功补偿与并网发电统一控制的思想，并对其控制思想进行了详细的分析。光伏并网发电系统

3、可用于向电网提供有功功率，也可进行无功补偿、用作抑制谐波的有源电力滤波器(APF)。通过MATLAB进行了仿真分析。仿真结果说明了方案提出的可行性。最后阐述了系统基于DSP的软硬件实现方法。关键词：光伏并网发电，最大功率点跟踪，有源滤波器，数字信号采集，DSPAbstractAccordingtothecharacteristicsofinvertermaincircuitsnormallyusedinphotovoltalcgrid-connectedsystems，anovelcontrolstrategyisproposedforaphotovoltaicgrid—co

4、nnectedsystem，inwhichaphotovoltaicgenerationiswithreactivepowercompensationandharmonicrestrain．Inthisway,photovoltaicgrid-connectedsystemsCanprovidenotonlyactivepower,butalsoreactivepower,whichsimplifiessystemconfiguration，improvesthepowerqualityofmainswithsavingtheinvestmentoftheequipment．

5、Thesystemhasbroadprospect．Aone--phasedphotovoltaicgrid-·connectedsystemstopologywithreactivepowercompensation，MPPTisproposed．Anditsoperationprincipleandmathmodelarefurtheranalyzed．ThisarticleemphasizesMPPTandpowercompensation．AccordingtotheMPPTtheory,solarbatteryofcharacteristicisintroduced

6、．AnovelalgorithmonMPPTisproposed，whichCanfindthemaximumpowerpoint(MPP)whensolarradiationischangingrapidly．ThisensuresthesmallswingofsolararrayvoltageintheprocessofsearchingtheMPEAdynamicmodelofthesinglephasegrid-connectedPVsystemisdevelopedusingPOWERSYSTEMBLOCKSETStooloftheMATLAB．Allthosewo

7、rksprovidedconsiderablesignificanceandconcretehelpsfordesigningthecircuithardwareofthesystem．Thetheoreticalpredictionsareverifiedwiththesimulationresults．BaseonAPFtheory,thecontrolstrategyisproposedforaphotovoltaicgrid-connectedsystem，inwhichaphotovoltai