单相光伏发电的并网控制研究

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1、【摘要】能源是国家经济发展以及人类赖以生存和发展的重要物质基础，在当今能源紧缺的时代背景下，太阳能光伏发电的研究具冇非常重耍的战略意义。随着电力电子技术的不断发展，建立大规模的光伏并网发电系统将会是太阳能利用的主要方式。基于此背景，本课题研究了单相光伏并网发电系统，对该系统中的光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)、并网逆变作了分析与研究。首先对单相光伏并网发电系统的几种不同结构进行了比较，确定了单相光伏并网系统的拓扑结构。其次从光伏电池的等效模型出发，建立其数学模型。利用Matlab/Simuli

2、nk建立光伏电池模型，仿真分析了光照强度的改变及温度的改变对其输出特性的影响。然后分析比较了几种常规的最大功率跟踪(MPPT)方法，并采用扰动观察法通过控制Boost电路占空比实现光伏电池的最大功率跟踪控制。仿真表明模型对外界环境变化具冇较好的适应性和良好的动态性能。最后通过并网电流控制方式的分析和比较，研究实现了光伏发电并网运行控制策略的仿真模型，确定了控制器参数。建立了电网电压前馈补偿的SPWM电流跟踪控制模型，仿真验证了模型能够实现单位功率因数并网。关键词：光伏发电；最大功率点跟踪；Boo

3、st变换器；逆变[Abstract]Energyisanimportantmaterialfoundationofthenationaleconomicdevelopmentandhumansurvivalanddevelopment.Intodayfsenergyshortageunderthebackgroundofthetimes,thesolarphotovoltaicresearchhasveryimportantstrategysense.Theestablishmentoflarg

4、e-scalegird-connectedPVsystemswillbethemainwayofusingsolarenergywiththecontinuousdevelopmentofpowerelectronicstechnology.Thesinglephasephotovoltaicgrid-connectedgenerationsystemisresearchedinthepape匚Thesystemmakesaprofoundanalysisandresearchofphotovo

5、ltaicmaximumpowerpointtracking(MPPT)andgrid-connectedinverter.Firstly,thetopologyofthesysteminthepaperisdeterminedbyanalyzingseveraldifferentstructuresofthesingle-phasegrid-connectedPVsystems.Secondly,themathematicalmodelsofsolarcellareestablishedthr

6、oughtheequivalentmodelofsolarcell.MATLAB/Simulinkisusedtostudytheoutputcharacteristicsofphotovoltaicarrayundertheconditionsofthechangesoflightintensityandtemperatureandpartialshadow.Thirdly,severalconventionalmaximumpowerpointtracking(MPPT)methodsare

7、analyzedandcompared・PerturbationandObservationmethod(P&O)isusedtocontroltheboostconvertertorealizethePVMaximumPowerPointtracking(MPPT).Theresultsofsimulationshowthatthemethodhasgoodadaptabilityaccordingtoexternalenvironmentalchangingandgooddynamicper

8、formance.Finally,thesimulationmodelofPVgrid-connectedoperationcontrolstrategywasstudied.TheSPWMcurrenttrackingmodelwasusedtotrackthesingle-phasePVgrid-connectedcontrolandthegridvoltagefeed・fbrwardcompensationisconsidered.Simulationshowsthatthecontrol