大功率光伏特性模拟电源的研究

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1、劣妻未交硕士学位论文大功率光伏特性模拟电源的研究ResearchonHighPowerPhotovoltaicSimulator作者：代林旺导师：金新民教授北京交通大学2014年3月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作

2、者签名：腌舡导师虢铄电签字日期：勿呼年；月矿日签字日期：)10cq,年弓月蟹日中图分类号：TM615UDC：621．3学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文大功率光伏特性模拟电源的研究ResearchonHi曲PowerPhotovoltaicSimulator作者姓名：代林旺导师姓名：金新民学位类别：工学学科专业：电气工程学号：11121584职称：教授学位级别：硕士研究方向：电力电子与电力传动北京交通大学2014年3月致谢本论文的工作是在我的导师金新民教授的悉心指导下完成的，金新民教授严谨

3、的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢近三年来金新民老师对我的关心和指导。刘京斗老师悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向刘京斗老师表示衷心的谢意。吴学智、童亦斌和荆龙老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，博士研究生周啸、尹靖元、赵新、在读硕士白建成等对我论文和研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢我的母亲和我的姐姐，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成

4、我的学业。感谢所有关心我的老师、同学们，是他们的支持和鼓舞促使我努力向前，不断拼搏，这份情谊我将永远铭记于心。中文摘要摘要：随着光伏发电技术的不断进步，光伏逆变器从中、小功率等级逐渐向大功率等级发展。光伏逆变器的MPPT性能直接关系到光伏电站的发电量和投资回报，若采用真实的光伏阵列进行试验，不仅投资大，而且受环境条件的制约，延长了研发周期。因此，有必要研制一种可以模拟光伏阵列输出特性的大功率电源。本文详细阐述了一种基于PWM整流器的光伏模拟电源，研究其控制策略，并通过仿真和实验验证了采用的控制方法的正确性以及

5、所研制的模拟电源的可行性。首先，为获取光伏阵列特性数据，分析了光伏电池的输出特性。在总结了现有光伏电池数学模型的基础上，针对应用于光伏模拟电源的场合，改进了分段多项式拟合模型，并利用Matlab／GLⅡ建立了人机界面。考虑到部分光照遮挡下光伏阵列输出特点，研究了多峰特性的拟合算法。其次，围绕光伏模拟电源的控制策略进行研究。介绍了PWM整流器的工作原理，建立了三相电压型PWM整流器数学模型。分析对比了电网电压定向下光伏模拟电源的三种控制方法，以及虚拟磁链定向下光伏模拟电源的控制方法，并分别通过Matlab仿真进

6、行了分析和研究。之后，针对基于PWM整流器的光伏模拟电源，直流电压工作范围扩展的控制策略进行了研究。在分析了SVPWM过调制算法的基础上，研究了光伏模拟电源的虚拟弱磁控制策略，通过仿真和实验，验证了算法的正确性。最后，基于Matlab工具对光伏模拟电源与逆变器互联的MPPT，以及光伏模拟电源多峰特性输出进行了仿真验证。作为对理论和仿真分析的验证，搭建了光伏模拟电源的实验平台进行了大功率实验验证。通过被测光伏逆变器的MPPT等实验，验证了光伏模拟电源的控制策略的有效性和可行性，为今后大功率光伏逆变器的测试设备打

7、下工程应用基础。关键词：光伏阵列；PWM整流器；模拟电源；虚拟弱磁分类号：TM615ABSTRACTABSTRACT：Withthecontimiousprogressinphotovoltaic(PV)technology，PVinverterpowerlevelrangesfromsmallscaletothehighpowerlevel．MPPTperformanceofPVinverterisdirectlyrelatedtothepowergenerationandinvestmentpayback

8、ofPVpowerplants．IfrealPVarraysareusedfortesting，thecostishigh，andtheresearchanddevelopmentcycleislongduetothelimitedenvironmentalconditions．Therefore，itisnecessarytodevelopawaytosimulatetheoutputcharac