級(jí)聯(lián)H橋多電平光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，多個(gè)光伏陣列被串聯(lián)或并聯(lián)到一起產(chǎn)生足夠的直流電壓后，通過一個(gè)集中式逆變器將直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓再并入電網(wǎng)供人們使用。但在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，陰影、灰塵和光照強(qiáng)度等外界條件的影響會(huì)造成每個(gè)光伏陣列無法同時(shí)達(dá)到最大功率點(diǎn)，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電量大幅下跌。
　　級(jí)聯(lián)H橋逆變器可以獨(dú)立控制每一個(gè)光伏陣列使其達(dá)到各自的最大功率點(diǎn)輸出，從而使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最大功率輸出。同時(shí)，級(jí)聯(lián)H橋逆變器易于模塊化擴(kuò)展，控制策略也相對(duì)簡單并且

2、不存在電壓不均衡的問題，可以直接高壓并網(wǎng)，不需要變壓器，在提高發(fā)電效率的同時(shí)，大大節(jié)省了光伏發(fā)電的成本。
　　本文在MATLAB/Simulink平臺(tái)下研究和設(shè)計(jì)了基于級(jí)聯(lián)H橋多電平逆變器的單相光伏發(fā)電系統(tǒng)，對(duì)級(jí)聯(lián)H橋逆變器的原理、調(diào)制方式和控制策略等一系列核心問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析闡述和仿真實(shí)驗(yàn)。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　首先根據(jù)光伏電池的特性和工作原理建立其數(shù)學(xué)模型，根據(jù)此數(shù)學(xué)模型，搭建出了光伏陣列的MATLAB工程模

3、型，改變光照強(qiáng)度、溫度等參數(shù)時(shí)，對(duì)仿真模型輸出的變化進(jìn)行了分析，得到了光伏陣列的輸出特性，以此為整個(gè)光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究奠定基礎(chǔ)。
　　然后對(duì)級(jí)聯(lián)H橋多電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理和調(diào)制方式進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析，運(yùn)用載波移相CPS-PWM控制技術(shù)分別對(duì)單相級(jí)聯(lián)三電平、五電平和七電平逆變器進(jìn)行了仿真研究和輸出波形分析，并以單相七電平逆變器為例，研究了其調(diào)制度與輸出電平數(shù)的關(guān)系。
　　最后重點(diǎn)研究了級(jí)聯(lián)H橋多電平光伏發(fā)電系統(tǒng)的

4、控制策略，對(duì)MPPT控制、逆變器雙閉環(huán)控制和調(diào)制度補(bǔ)償?shù)瓤刂颇K分別進(jìn)行了深入的研究。通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)現(xiàn)有的兩種MPPT控制算法進(jìn)行了比較和分析，對(duì)于比例積分調(diào)節(jié)器跟蹤交流會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)誤差的缺點(diǎn)，提出了帶通型PR控制技術(shù)，建立了電壓外環(huán)PI控制、電流內(nèi)環(huán)PR控制和MPPT控制的三環(huán)控制策略，設(shè)計(jì)出單個(gè)H橋單元的調(diào)制度補(bǔ)償模塊。在此基礎(chǔ)上，基于MATLAB/Simulink平臺(tái)，搭建出了整個(gè)級(jí)聯(lián)H橋多電平光伏發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型，通過對(duì)模型的仿