單相光伏并網(wǎng)逆變電源關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、能源提供了人類社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。作為一次性能源，煤、石油、天然氣這些化石能源終將枯竭。同時，由于過度的開采和利用化石燃料而導(dǎo)致的環(huán)境污染以及溫室效應(yīng)已經(jīng)不是危言聳聽。太陽能作為可再生能源的代表，以其清潔無污染、分布廣泛、不受地域限制等諸多因素而成為人們的首選，而光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)成為太陽能利用的主要技術(shù)手段，成為當(dāng)前的研究熱點。本文對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、最大功率點追蹤（MPPT）、并網(wǎng)控制等關(guān)鍵技術(shù)展開研究，并完成基于XE

2、164F微處理器核心的500W單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的設(shè)計。
　　首先，依據(jù)現(xiàn)有實驗條件和光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)功能特點，確定選擇含有DC/DC，DC/AC兩級變換主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其中前級DC/DC變換選擇BOOST升壓電路，后級DC/AC變換選擇單相全橋拓?fù)?。針對兩級式并網(wǎng)結(jié)構(gòu)，采用前級DC/DC變換電路實現(xiàn)母線電壓泵生與光伏陣列最大功率點追蹤（MPPT）功能，利用后級DC/AC控制得到穩(wěn)定母線電壓與高質(zhì)量并網(wǎng)正弦電流。

3、　　其次，鑒于光伏電池輸出非線性難于分析，根據(jù)其光電轉(zhuǎn)換原理及等效電路，利用MATLAB中自定義函數(shù)模塊編寫 M文件建立光伏陣列仿真模型，探討不同光照強(qiáng)度及溫度條件，模型中重要參數(shù)的選取對其輸出外特性的影響。為下文光伏并網(wǎng)控制系統(tǒng)仿真分析打下基礎(chǔ)。
　　再次，對光伏陣列 MPPT方法進(jìn)行研究，分析了常用的控制策略。并對傳統(tǒng)擾動觀察法存在的誤判問題與步長選取問題進(jìn)行研究。針對原方法缺陷，提出一種改進(jìn)性擾動觀察方法，并利用MATLAB

4、/Simulink進(jìn)行仿真分析，利用搭建的實驗平臺進(jìn)行實驗研究。
　　針對后級DC/AC電路，在分析其數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，研究了母線電壓外環(huán)，并網(wǎng)電流瞬時值內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制的策略，并在電流內(nèi)環(huán)中加入網(wǎng)壓前饋以抑制電網(wǎng)對電流的擾動作用。結(jié)合經(jīng)典PI調(diào)節(jié)器給出控制系統(tǒng)重要參數(shù)選取依據(jù)，并分析采用軟硬件結(jié)合的PLL控制策略來達(dá)到并網(wǎng)電流與網(wǎng)壓同頻同相的目標(biāo)。利用該控制策略對系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真分析，同時利用實驗平臺進(jìn)行實驗驗證。
　　最