单相光伏逆变器功率控制策略的研究

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1、分类号学号M201271115学校代码10487密级硕士学位论文单相光伏逆变器功率控制策略的研究学位申请人：胡月学科专业：控制理论与控制工程指导教师：沈安文教授答辩日期：2015年5月26日ThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheResearchonPowerControlofSingle-PhasePhotovoltaicGrid-ConnectedInverterSystemCandidate:HuYueMajor:C

2、ontrolTheoryandControlEngineeringSupervisor:Prof.ShenAnwenHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年

3、月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着人类环保意识的提高和不可再生能源的枯竭，光伏并网发电成为21世纪重要绿色能源。单相光伏

4、并网逆变器广泛应用于建筑屋顶，有巨大的应用前景，其输出电流的质量对电网和用户会产生直接影响。本文以此为背景，对单相光伏逆变器的输出功率控制策略展开了研究。首先分析了单相逆变器的拓扑结构，设计了两级式无隔离变压器拓扑结构作为本文的研究对象。然后以太阳能电池的数学模型为基础，提出了变步长的扰动观测法，提高了最大功率点追踪（MPPT）的快速性，减小了功率震荡。研究了基于电压电流双闭环控制的逆变器的有功控制策略，电压外环采用PI控制，保证母线电压稳定，电流内环采用准比例谐振控制，可以实现无静差跟踪给定电流，并能减小电网电压扰动对系统控制的影响。在传统控制逆变器输出

5、单位功率因数的基础上，提出一种单相光伏逆变器无功补偿的控制策略。通过提出的正弦信号积分器来构造虚拟两相正交的电流信号，克服了传统方法中的延时问题。运用瞬时无功理论，实现逆变器有功控制和无功补偿，优化了逆变器的功能。利用电力电子仿真软件saber，对以上的理论分析和算法进行了验证。最后通过物理实验，得到最大功率点追踪的效率，逆变器的欧洲效率均满足标准要求。测试了不同输入功率下的有功控制效果，并对逆变器无功补偿能力加以验证，证明了系统功率控制的有效性。关键词：单相光伏逆变器功率控制最大功率追踪有功控制无功补偿I华中科技大学硕士学位论文AbstractWitht

6、hedepletionofnon-renewableenergyandtheimprovingofpeople'sawarenessofenvironmentalprotection,photovoltaicpowergenerationhasbecomeanimportantgreenenergyofthe21stcentury.Thequalityoftheoutputcurrentofthephotovoltaicinvertercanhaveadirectimpactonthepowergridandusers.Thisthesismainlyst

7、udiesthepowercontrolstrategyofsingle-phasePVinverter.Firstly,thetopologyofsingle-phaseinverterisstudied.Atwo-stage,transform-lessinverterisdesignedastheobjectofstudy.Then,avariablestepperturbationandobservationmethodisproposedbasedonthemathematicalmodelofsolarcells,whichcanincreas

8、ethemaximumpowerpointtrackingspee