基于占空比扰动法的MPPT光伏逆变器的研究

发布时间：2020-05-20 06:07

【摘要】：能源是一个国家工业发展的基础,而我国的石油贫乏,进口量逐年增加,所以面临严重的能源安全问题。虽然我国的煤炭资源丰富,但是煤炭的使用会造成严重的大气污染,因此发展清洁能源成为目前的第一选择。在清洁能源的发展中,光伏发电目前占据主要地位,因此对于逆变器的分析与研究就显得很重要。本文首先对于光伏发电的电路图进行了分析,比较了几种电路结构图的长处和缺陷,并对两级系统的逆变器前级直流-直流和后级直流-交流的结构进行了数学分析,并在不同的坐标系下进行数学方程的坐标变换。进一步对光伏电池工作的内部机理进行分析,由表达式的几何分析发现,在太阳光强较大,并且大小不等时,P_(max)对应的光伏电池的输出电压不变,这给最大功率的跟踪提供了方向。然后对传统的P_(max)跟踪方法进行介绍,并在一般方法的基础上,通过结合常规的扰动法,产生一种能够快速且准确跟踪P_(max)的算法,即为:占空比扰动算法。通过MATLAB软件对传统方法和占空比扰动法进行仿真,从输出的波形图可以验证该方法比传统的方法具有优越性。然后对逆变器的不同控制策略进行分析,重点介绍了SVM(空间矢量调制,也叫SVPWM)控制策略,因为在静止三相坐标系下的控制变量多,造成控制器的设计困难。本文通过解耦法,实现了在旋转坐标系下的对变量的分离,使得原来有联系的量变得相互独立,进而使得对逆变器的控制设计变得容易。并通过MATLAB软件建立了DC-DC-AC型光伏逆变器的仿真模型。通过输出电压波形,可以明显的看到SVPWM调制下的输出电压波形比SPWM(正弦脉冲宽度调制)调制下的输出电压波形的畸变率更小。然后进一步通过傅里叶分析可以看到,SVPWM调制下的A相输出电压波形畸变率为0.57%小于SPWM调制下的输出电压畸变率0.59%。因此可以看出采用SVPWM逆变器控制策略要比SPWM逆变器控制策略具有优势。结果表明:电流解耦下的SVM控制方法可以比采用SPWM调制能够有效减轻起始阶段逆变器的输出波形的畸变。逆变器并网时也可以得到类似的结论。
【图文】：

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可以满足人们的用电需求。构预测，在 2050 年左右，光伏发电将占整个欧盟发电量的一 21 世纪是太阳能利用的世纪。光伏发电装置依靠太阳光进行发间的限制。2012 年，太阳能光伏发电的发电量新增 31GW，美、日的光伏发电装机量逐年增加。在 2013 年，中国成功成为光伏市场。2013-2015 年，我国光伏市场持续扩大，总的产值达伏市场的持续扩大，光伏逆变器的需求也在逐年增加。总体而置中，逆变器的成本约为 8%左右。随着光伏产业的大范围展装机容量将会刺激光伏逆变器的需求进一步扩大，逆变器市场阶段。因此研究光伏逆变器具有很现实的经济利益。器研究现状作为能力传递装置，在风力发电和光伏发电中具有重要应用，发电系统的关键要素。

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图 1.2 光伏发电构架框图Figure 1.2 Pv architecture diagram究内容及工作安排展需要巨大的能源资源，而且需要的能源资源多数来的严峻的能源危机，这样对光伏逆变器的研究就显得阳能是源源不断的，而且取用方便，故而在新能源发位。内容如下：论部分，，主要介绍我国的能源形势等背景和研究意义方面是 MPPT 和逆变器的控制。了光伏发电装置的电路图和逆变器的数学分析。了光伏电池的基本原理和传统的 MPPT 控制策略，
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM464

【参考文献】