太陽能光伏發(fā)電控制技術(shù)研究.pdf

1、在能源枯竭與環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重的今天，太陽能利用成為世界各國爭相發(fā)展的熱點。在太陽能的各種應(yīng)用中，光伏發(fā)電備受關(guān)注。然而，光伏電池的輸出特性具有強(qiáng)烈的非線性，并且受外界環(huán)境因素影響大，所以如何有效的利用太陽能，提高太陽能利用效率，成為太陽能利用中迫切需要解決的一個問題。太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)的兩個核心部分是光伏陣列的最大功率點跟蹤(MPPT)控制和光伏并網(wǎng)逆變控制。本論文以太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)為研究對象，以最大限度利用太陽能為主要目

2、標(biāo)，展開了光伏發(fā)電控制系統(tǒng)的理論和實驗研究。具體研究內(nèi)容可歸納如下：
　　(1)系統(tǒng)地綜述了課題的研究背景，對太陽能光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)行簡單介紹，引出本課題的研究現(xiàn)狀及研究意義。介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的原理和基本組成，確定了本文的主要研究內(nèi)容。
　　(2)對光伏電池的工作原理及工作特性進(jìn)行介紹，詳細(xì)分析了光伏電池工作的等效電路和數(shù)學(xué)模型，并對日照強(qiáng)度，電池結(jié)溫和串聯(lián)電阻對光伏電池輸出特性的影響進(jìn)行了分析；在此基礎(chǔ)上著重介紹了一種可模

3、擬環(huán)境溫度、光照強(qiáng)度、光伏陣列串并聯(lián)數(shù)等參數(shù)的光伏陣列動態(tài)通用仿真模型，解決了以往只針對特定光伏陣列建模的局限性，并給出了仿真結(jié)果。
　　(3)對幾種傳統(tǒng)的最大功率點跟蹤(MPPT)控制算法進(jìn)行了分析、研究和比較，提出各自的優(yōu)缺點，并對目前國內(nèi)外常用的其他最大功率跟蹤控制算法進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)；對最大功率點跟蹤控制的實現(xiàn)策略進(jìn)行研究，建立了系統(tǒng)各個模塊的仿真模型。比較了實際中應(yīng)用最廣泛的兩種最大功率跟蹤算法：擾動觀察法和電導(dǎo)增量法的跟

4、蹤性能，并提出一種改進(jìn)的擾動觀察法，仿真結(jié)果表明該方法可有效減少傳統(tǒng)擾動觀察法的誤判功率損失，具有較好的動態(tài)響應(yīng)速度和穩(wěn)定度。
　　(4)建立基于SPWM的電壓/電流型并網(wǎng)逆變器控制的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計PI控制的參數(shù)，分析控制系統(tǒng)的誤差。針對既可獨(dú)立運(yùn)行又可并網(wǎng)運(yùn)行的單相光伏逆變器，本文采用有效值外環(huán)、瞬時值內(nèi)環(huán)的控制方法，既保證了逆變器輸出的靜態(tài)誤差為零，又保證了逆變器良好的輸出波形。給出了同時滿足獨(dú)立和并網(wǎng)兩種運(yùn)行模式的輸出濾波器