基于FPGA的光伏发电并网控制研究.pdf

《基于FPGA的光伏发电并网控制研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级基于FPGA的光伏发电并网控制研究研究生姓名：张振指导教师姓名、职称：张发明教授学科专业：电力系统及其自动化研究方向：现代电力电子技术及系统湖南工业大学二〇一八年六月十日I摘要我国光伏发电应用比较广泛，但是存在着太阳能发电效率不高，富裕电能浪费等问题，而两级光伏并网发电系统则可解决这些问题，适用于中小功率并网发电系统。本文以两级光伏并网发电系统为研究对象，围绕最大功率点跟踪、并网控制以及功率变换等关键问题，进行了比较深入的研究，主要研究内容和结论如下：为研究光伏并网发电控制，首先建立了一种两级光伏发电并网控制模型。研究了光伏并网发电技术中的光伏电池问题，比较了最大功率点跟踪技术

2、，讨论了各种并网逆变电路及其控制策略的优劣。针对两级光伏并网发电系统功率变换电路，首先阐述了变换电路的组成，接着对DC-DC变换电路和DC-AC变换电路进行了分析与比较，最后进行了DC-DC变换电路和DC-AC变换电路的设计与仿真。根据仿真输出的正弦波波形，可确定电路设计的正确性。针对传统最大功率点算法在稳态振荡、跟踪速度慢的问题，研究了一种改进型电导增量法，用MATLAB仿真模拟其性能与传统电导增量法的差异，验证了改进型MPPT算法的有效性。用VerilogHDL在FPGA芯片实现了改进型MPPT算法，经过仿真与硬件验证与测试，证明了该设计的正确性，并提高了系统的跟踪速度和稳定性。针对

3、并网控制，经过仿真对比分析，本系统选择了一种改进型双闭环PI与SVPWM调制相结合的控制策略，并提出了一种用FPGA产生SVPWM来实现DC-AC逆变控制的设计方法，该方法以40kHz开关频率运行5段不连续SVPWM，简化了使用不连续SVPWM的执行过程。用VerilogHDL进行了SVPWM的编程与仿真，最后进行了硬件验证与测试。仿真和硬件结果，证明了程序设计的正确性。关键词：MPPT算法，改进型双闭环PI，FPGA，SVPWMIIABSTRACTChina'sphotovoltaicpowergenerationiswidelyused,butthereareproblemssuch

4、aslowsolarpowergenerationefficiencyandwasteofabundantelectricenergy.Thetwo-levelphotovoltaicgrid-connectedpowergenerationsystemcansolvetheseproblemsandissuitableforsmallandmediumpowergrid-connectedpowergenerationsystems.Thispapertakesatwo-levelphotovoltaicgrid-connectedpowergenerationsystemasther

5、esearchobject,andconductsin-depthresearcharoundkeyissuessuchasmaximumpowerpointtracking,grid-connectedcontrol,andpowerconversion.Themainresearchcontentsandconclusionsareasfollows:Inordertostudygrid-connectedphotovoltaicpowergeneration,atwo-levelgrid-connectedphotovoltaicpowergenerationcontrolmode

6、lwasfirstestablished.Theproblemofphotovoltaiccellsinphotovoltaicpowergenerationtechnologywasstudied.Themaximumpowerpointtrackingtechnologywascompared.Theadvantagesanddisadvantagesofvariousgrid-connectedinvertercircuitsandtheircontrolstrategieswerediscussed.Forthetwo-stagephotovoltaicpowergenerati

7、ongrid-connectedsystempowerconversioncircuit,thecompositionoftheconversioncircuitisfirstdescribed,andthentheDC-DCconversioncircuitandtheDC-ACconversioncircuitareanalyzedandcompared.Finally,theDC-DCconversioncircuitandt