光伏发电系统并网控制策略研究

发布时间：2019-10-12 18:39

【摘要】：21世纪全球面临着愈加严重的能源危机和环境污染,寻求可替代性的清洁新能源成为可持续发展的当务之急,而太阳能发电作为太阳能应用的主流方向以其无污染、可再生受到了全球各国的广泛关注。本文以光伏并网逆变器作为研究基础,目的是为了提高并网发电系统的发电效率和电网的电能质量,研究内容包括最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制、并网控制和并网发电系统的谐波治理。首先,介绍光伏发电系统的结构组成,在分析并网逆变器的拓扑结构和控制方式的基础之上,选取两级式非隔离拓扑结构作为本文的研究对象。在光伏电池等效数学模型的基础之上仿真模拟不同环境下光伏电池的输出特性。针对光伏电池的非线性输出特性,通过分析常用的MPPT控制方法的工作原理及优缺点,在模糊控制的基础上提出一种模糊PID控制应用到MPPT控制中,仿真结果表明该方法的控制效果更加精确、稳定。其次,针对单相光伏并网发电系统中电网电压扰动的问题,采用基于电网电压前馈的双闭环控制实现向电网输送高质量电能的目的;并在此基础上对三相光伏并网发电系统进行主电路和数学建模分析,提出基于同步旋转坐标的双闭环PI控制和基于两相静止坐标的准比例谐振控制用于实现并网目的;重点研究空间矢量脉冲宽度调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)在三相光伏并网发电系统中的实现,并对以上控制策略进行仿真分析。最后,通过对比光伏并网发电系统和有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)的工作原理,结合二者的优缺点,提出将APF应用到光伏并网发电系统中,重点研究新系统的谐波检测方法和指令合成方法,最终仿真结果表明,该系统既可以向电网输出有功功率,又可作为APF实现谐波治理,同时验证系统结构、参数设计和控制策略的可行性与正确性。
【图文】：

图 1.1 世界太阳能发电装机总容量及增长情况业的发展用的单晶硅太阳能电池在贝尔实验室被制化为电能的实用光伏发电技术的诞生[7]。研主要在太空领域，直到 70 年代才将第一批。从 1980 年开始，，美国、日本、意大利和

2 章 光伏发电系统的分类及其应用系统的分类统作为一种新型的发电形式，按供电方式的不同分为发电系统电系统的组成结构框图如图 2.1 所示，该系统不与我阵列、控制器、储能环节、逆变器和负载组成[33]。其量来源，是通过光伏电池多次的串并联组成的。储能是不可或缺的，通常使用的是蓄电池或者超级电容，光伏阵列的输出功率大于负载用电量时，此时将多余中；二是当光伏阵列的输出功率小于负载用电量时，充到系统中，供负载使用。控制器一般由充、放电电路系统的主要应用形式有光伏水泵、光伏汽车、太阳能立电源等[33,34]。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615

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本文编号：2548212