光伏发电系统的最大功率跟踪和并网控制策略研究

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1、分类号TM464密级UDC编号上海电机学院硕士学位论文光伏发电系统的最大功率跟踪和并网控制策略研究RESEARCHONMAXIMUMPOWERPOINTTRACKINGANDGRIDCONNECTENCONTROLSTRATEGYOFPHOTOVOLTAICSYSTEMS硕士研究生：吴增强学号：126001010118校内导师：邹海荣教授企业导师：康盛高级工程师工程领域：电气工程申请学位：工程硕士所在单位：电气学院答辩日期：2015年1月19日授予学位单位：上海电机学院上海电机学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文《光伏发电系

2、统的最大功率跟踪和并网控制策略研究》，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，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：年月日上海电机学院硕士学位论文光伏发电系统的最大功率跟踪和并网控制策略研究摘要大量化石能源的开发利用，不仅对生态环境有所破坏，且化石能源的总蕴含量不断减小，使当今社会面临着能源危机和环境问题的双重压力，对新能源的研究利用，成为世界各地应对能

3、源危机及环境问题的重要途径。在众多新能源中，太阳能具有无污染、可再生等优点，成为人们研究的重点之一。光伏最大功率跟踪和并网逆变器控制策略作为太阳能利用的关键问题，仍然存在着一些问题，针对相关问题论文的主要工作如下：首先，针对具有众多优点而被广泛用在光伏发电系统中的扰动观察法，分析该方法由于扰动步长而存在的振荡和外界环境突变时该方法可能存在误判等不足，提出一种基于面积差变步长的光伏电池最大功率跟踪方法，该方法根据面积差的不同能够实现自适应调节扰动步长，从而能够弥补扰动观察法由于扰动步长的原因而存在的振荡和环境突变时可能误判的问题。根据所建立的

4、模型对扰动观察法和面积差变步长法进行仿真研究。仿真表明提出的改进方法在跟踪到最大功率点附近几乎不存在振荡，当外界环境巨变时，仍能准确、迅速的完成最大功率跟踪，弥补了扰动观察法的不足。其次，建立三相光伏逆变器的数学模型，分析具有良好的动态和稳态性能而被广泛应用在光伏并网系统中的双闭环PI控制策略，针对双闭环PI控制的电流内环存在稳态误差、系统容易受到电网干扰等缺陷，论文采用了PR控制，利用PR控制器在电网基波频率处幅值增益无穷大，来消除内环指令电流与反馈电流之间的稳态误差，同时增加系统抗外界干扰的能力；为进一步提高抗电网频率偏移能力，采用其I

5、上海电机学院硕士学位论文改进型准PR控制，理论分析了准PR控制器相比PI控制器在稳态误差及抗电网干扰上的优越性，设计准PR控制器谐波补偿环节；然后建立整个并网仿真系统模型，对比在PI控制与准PR控制下系统的仿真结果来验证准PR控制的优越性。最后，在理论分析和仿真的基础上，在以TMS320F28035为主控芯片，功率为3KW的光伏发电系统实验平台上，设计软件流程图，调试程序，分析实验波形，结果表明论文设计方法的正确性及有效性。关键词：光伏电池、自适应变步长、最大功率跟踪、并网策略、准比例谐振控制II上海电机学院硕士学位论文RESEARCHON

6、MAXIMUMPOWERPOINTANDGRIDCONNECTEDCONTROLSTRATEGYOFPHOTOVOLTAICSYSTEMSABSTRACTMuchfossilenergyhasbeenusedbythewholeworldnotonlypollutesenvironment,butthetotalstorageoffossilenergyisreducing.Thewholeworldisfacingthepressureofenergycrisisandenvironmentalproblems.Solarenergyha

7、stheadvantagesofnon-pollutingandrenewableamongotherenergyandbecomestheresearchfocus.Intheprocessofusingsolarenergy,Photovoltaicmaximumpowertrackingdirectlyaffectstheutilizationofsolarenergy.Photovoltaicinvertercontrolstrategydirectlyaffectsthegridelectricityutilizationrati

8、oandthequalityofthegridelectricity.Thereforebothofthembecomethekeyproblemstousesolarenerg