光伏发电控制技术仿真研究

【摘要】： 随着能源紧张和环境污染的加剧,世界各国都在积极寻找一种可持续发展且无污染的新能源。太阳能凭借其广泛无污染的独特优点,作为一种未来常规能源的替代品,尤其受到人类的重视,光伏发电并网技术已成为太阳能光伏应用的主流。为此,本文对光伏发电并网系统进行了详细介绍,并对并网控制方法进行了研究。 太阳能的光伏利用技术发展迅速,但系统效率低、成本高,仍然是制约光伏发电普及的一个主要因素。针对这一问题,本文从提高光伏逆变效率出发,通过对现有的最大功率点跟踪控制方法和并网逆变器控制技术进行分析比较,在最大功率点跟踪(MPPT)控制方法上,提出了一种恒电压跟踪(CVT)快速起动与断续扰动相结合的方法,将0.78倍系统开路电压作为CVT启动指令电压值,控制光伏电池输出电压向最大功率点电压方向移动,当系统输出电压达到指令电压后,采用断续扰动法控制,理论上实现了光伏系统寻优过程快速跟踪性和高精度的要求;在逆变器并网控制技术上,研究和设计了一种具有倍频效果的改进正弦电流滞环控制方法,在并网电流脉动、开关频率和并网效率等方面与传统电流滞环控制方法进行了对比。在MATLAB/Simulink环境下建立了相应的仿真模型,进行了仿真研究,在相同参数设定的情况下,改进正弦电流滞环控制方法可以有效地减少开关管功率损耗,降低并网逆变器系统的电流谐波总畸变率THD(Total Harmonic Distortion),所得到的仿真与理论分析相符合。 【关键词】：光伏发电并网系统 最大功率点跟踪 电流滞环控制 MATLAB/Simulnik 谐波总畸变率
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外光伏发电的发展9-12
• 1.2.1 国外光伏发电的现状及发展趋势9-10
• 1.2.2 我国光伏发电的现状及发展趋势10-12
• 1.3 光伏并网发电技术的研究现状12-14
• 1.4 本论文的主要内容14-16
• 2 MPPT控制技术的研究及实现方案16-30
• 2.1 硅太阳电池的工作原理和特性16-18
• 2.1.1 太阳电池的特性曲线16-17
• 2.1.2 光伏阵列的特性17-18
• 2.2 光伏阵列最大功率点跟踪(MPPT)控制的实现策略18-22
• 2.2.1 CVT法最大功率点跟踪控制的研究19-20
• 2.2.2 扰动观察法20-21
• 2.2.3 电导增量法21-22
• 2.2.4 梯度法22
• 2.2.5 间歇扫描法22
• 2.3 本系统采用的新型MPPT控制策略22-26
• 2.4 仿真试验26-28
• 2.4.1 光伏电池的数学模型及仿真试验26-27
• 2.4.2 最大功率点跟踪仿真模型27-28
• 2.5 本章小结28-30
• 3 逆变部分主电路结构设计及参数选择30-42
• 3.1 逆变部分主电路图结构30
• 3.2 系统主电路参数设计30-41
• 3.2.1 直流电压调节器的设计30-32
• 3.2.2 直流侧平波电容参数设计32-37
• 3.2.3 IGBT的选型37-38
• 3.2.4 变压器变比的择选38
• 3.2.5 交流侧滤波电路参数设计38-41
• 3.3 本章小结41-42
• 4 光伏并网逆变器控制方法的研究42-54
• 4.1 电流源输出控制方式43
• 4.2 基于SPWM的电流控制43-44
• 4.3 基于空间矢量SVPWM电流控制44
• 4.4 定时比较控制44-45
• 4.5 基于滞环的电流控制45-48
• 4.6 改进正弦电流滞环控制48-53
• 4.6.1 改进正弦电流滞环控制原理48-51
• 4.6.2 改进正弦电流滞环宽度控制51-53
• 4.7 本章小结53-54
• 5 逆变器控制系统的数学模型及其仿真试验54-70
• 5.1 逆变器控制系统数学模型54-59
• 5.1.1 滞环逆变器控制系统的线性化54-55
• 5.1.2 控制系统PI参数的设计55-59
• 5.2 系统仿真及试验结果59-67
• 5.2.1 系统仿真模型60-63
• 5.2.2 系统仿真试验结果63-67
• 5.3 滤波电路对并网电流的影响67-69
• 5.4 本章小结69-70
• 6 总结与展望70-71
• 6.1 总结70
• 6.2 展望70-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-76
• 在校期间发表论文76

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