单相光伏并网发电系统控制方法的研究

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1、辽宁工业大学硕士学位论文单相光伏并网发电系统控制方法的研究专业:电力系统及其自动化研究生:翟瑞淼指导教师:任国臣副教授辽宁工业大学电气工程学院二〇一五年三月MasterThesisResearchontheControlMethodofSingle-PhasePVGrid-connectedSystemSpeciality:PowerSystemanditsAutomationCandidate:ZHAIRui-miaoSupervisor:AssociateProfessorRENGuo-chenLiaoningUniversityofTechnologyJin

2、zhou,121001,ChinaMarch2015摘要为了解决传统能源的枯竭及其使用所带来的环境问题，全球都在寻找一种新的绿色可再生能源，太阳能以其资源无限性、清洁环保等特点受到越来越多的关注，与此同时光伏并网发电系统已经成为研究的热点。本文以非隔离型单相双级式光伏并网发电系统为研究对象，对其最大功率点跟踪控制以及并网电流控制展开研究。首先，综述了光伏并网发电系统控制策略，研究了双极式并网逆变系统的boost电路及逆变电路的结构，确定了单相全桥逆变系统主电路以及双极性SPWM调制方式，并计算了系统主电路的元件参数。然后，建立光伏电池仿真模型，研究了光伏电池输出特

3、性以及最大功率点跟踪控制，针对传统扰动观察法的问题，采用了一种变步长的扰动观察法，即通过判断前后时刻电流差来确定光伏电池的工作点，从而确定下一时刻的扰动步长。其次，建立并网逆变系统数学模型并对其分析，采用电压环和电流环双环控制，电压环稳定直流母线电压，电流环实现并网电流控制，在电流环的设计中采用三角波控制方式，其中的控制器使用比例谐振控制，针对电网电压对并网电流的影响，使用电网电压前馈补偿。最后，利用MATLAB分别对变步长的扰动观察法和并网控制方法进行仿真，验证了变步长的扰动观察法即能够实现快速跟踪又很准确，并网电流符合并网要求、直流母线电压能够稳定在参考值。关

4、键词：光伏并网发电系统；最大功率点跟踪控制；并网控制；变步长扰动观察法；比例谐振控制IAbstractInordertosolvetheshortageoftraditionalenergyanditsenvironmentalproblems,theworldislookingforanewkindofgreenrenewableenergy.Solarenergyispaidmoreandmoreattentionwithitscharacteristicsofresourceunlimited,cleanandsoon.Thephotovoltaicgrid

5、-connectedpowergenerationsystemisbecomingahotresearchspot.Thisthesisfocusesontheresearchofthetwo-stagesingle-phasephotovoltaicgrid-connectedpowergenerationsystem,doinganin-depthstudyofthemaximumpowerpointtrackingmethodandthegrid-connectedcontrolmethod.Firstly,thethesisoverviewsthecont

6、rolstrategyofphotovoltaicgrid-connectedpowergenerationsystem,andresearchthestructureoftheboostcircuitandtheinvertercircuitofthebipolartypegrid-connectedinvertersystem.Single-phasefullbridgeinvertermaincircuitofvoltagetypecurrentcontrolmethodandbipolarSPWMmodulationisdeterminedandthepa

7、rametersofmaincircuitaredesign.Secondly,establishingthesimulationmodelofphotovoltaiccells,itsoutputcharacteristicsandthemaximumpowerpointtrackingmethodsareanalyzed.Consideringtheproblemofconventionalperturbationandobservationmethod,avariablestepperturbationandobservationmethodisused.T

8、healg