单相两级式光伏并网系统的研究与设计

发布时间：2020-04-10 07:47

【摘要】：太阳能作为当今世界上最有前景、最现实、最清洁、可大规模开发利用的可再生绿色能源之一,在环境污染不断加重以及能源日益紧缺的今天,开发并利用太阳能已经成为人类发展的迫切需要。近年来利用太阳能进行发电的技术取得很大的进步,其主要发展方式还是光伏发电并网的研究,研究和设计光伏并网系统的技术具有非常重要的现实意义。本文主要研究单相两级式光伏并网系统,对其进行探讨和详细的理论分析。分析和研究了光伏并网系统的结构、光伏电池的基本原理、元件参数、最大功率点的跟踪控制以及逆变并网控制策略等方面的内容。本文论述了光伏发电系统的国内外发展现状及其背景意义,研究和分析了其具体结构原理和控制方法策略。首先详细研究分析了光伏电池的电路基本原理和等效模型。并且在MATLAB/Simulink环境下搭建了光伏电池的仿真模型,仿真分析了其输出曲线特性在不同外界条件下的变化规律,为最大功率点跟踪控制提供理论基础。前级采用了Boost升压电路,经过分析和计算对元器件参数进行选择。在此基础上研究分析了最大功率点跟踪几种常用控制方法的优缺点,然后对比分析了几种常用方法的不足之处,对原有方法进行改进,采用两种方法相结合的双模式控制方式,并在MATLAB/Simulink仿真软件下搭建了Boost电路最大功率点跟踪仿真模型,对不同方法进行了仿真分析比较,改进方法提高了跟踪速度及鲁棒性。后级采用单相全桥DC/AC逆变电路,进行分析和计算元器件参数,通过对传统方法的分析,针对其无静差跟踪方面的不足之处进行改进,提出基于虚拟矢量电压电流双闭环控制方法对并网逆变器进行控制,电压外环采用PI控制器,电流内环采用准PR控制器,引进单相SVPWM调制方式对逆变器进行触发控制,并且搭建了逆变电路的仿真模型,通过对该控制策略仿真分析比较,验证了其正确性和有效性。最后在上文理论分析和控制策略研究的基础上,设计了系统主控制电路、采样电路等硬件电路,以及系统软件主程序、周期中断子程序、捕获中断程序的设计。并针对单相两级式光伏并网系统进行仿真模型的搭建,并对控制策略进行仿真分析验证,从母线稳压、并网电流高质量等方面证明了本文提出方法的可行性和优越性。
【图文】：

好的模型不仅仿真速度特别快，而且能够把系统各方面的特仿真模型中希望能够将各个变化的参数在系统中体现出来，使这可以方便观察改变其数值对系统整体控制的影响[30]。系统特点和仿真要求，本文使用 MATLAB/Simulink 仿真工具一种交互式可视化仿真工具，它无需考虑算法的复杂程度及可实仿真模型就能建立用户界面。只需要经过建模、仿真和分析，不只需要鼠标就能搭建比较直观的仿真模型。仿真时间和模型参数过访问 MATLAB 可以对仿真结果的数据实现可视化，并对结果并且用户在进行调试非常方便。主要有两种模型，其中一种模型以外特性为基础，另一种模型以为基础搭建的模型，该模型简单且求解容易，参数能够对应上产设定外界条件的参数比较困难，对物理特性的反映不准确。以物其优点是有较高的仿真精度，并且可以对其物理特性进行准确反，参数求解比较困难。在进行仿真中，，通常选用以物理特性为基会比较复杂，但是具有更高仿真精确度，并且对光照强度和温度以把环境温度以及光照强度实时变化的具体情况模拟出来。电池工程数学模型以及各变量的数学表达式，可直接在 Simulin型，首先由已知参数和公式搭建 C1、C2 的仿真模型，如图 2-3

图 2-4 C1仿真模型Fig. 2-4 Simulation model of C1图 2-5 光伏电池仿真模型内部结构Fig. 2-5 Simulation model internal structure of photovoltaic cell真模型的简便直观，以及模型搭建线路的简化，将光伏电池仿真模型
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM615

【参考文献】

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本文编号：2621953