要解決化石能源消耗帶來的種種問題,需要大力發(fā)展清潔能源產業(yè)。太陽能作為優(yōu)質清潔能源被廣泛使用,而光伏發(fā)電也一直是學者們研究的熱點。本文針對兩級式光伏并網發(fā)電系統(tǒng),主要研究其最大功率點跟蹤(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制策略和逆變器控制策略以及考慮電網阻抗的LCL型濾波器。首先對兩級式光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的各個模塊做了詳細介紹,并簡要分析了光伏陣列模型及其輸出特性。對DC/DC電路工作原理和參數設計以及DC/AC逆變電路原理做出介紹。簡述DC/AC逆變器調制方式及LCL濾波器的參數設計。然后分析了部分陰影下的光伏陣列多峰模型。介紹了MPPT原理及幾種常用的MPPT方法,然后通過仿真對比分析了其特點。針對前級DC/DC變換器,使用一種改變迭代規(guī)則和動態(tài)搜索速度限制的粒子群優(yōu)化算法(Particle Swarm Optimization algorithm,PSO),以解決陰影情況下的光伏電池多峰問題。詳細介紹了其原理和算法流程,通過與傳統(tǒng)粒子群算法的仿真比較顯示了其優(yōu)越性。詳細分析了SPWM和SVPWM的內在等效關系,從理論上證實了三次諧波注入法的可行... 

【文章來源】：湖北工業(yè)大學湖北省

【文章頁數】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1兩級式光伏發(fā)電系統(tǒng)

湖北工業(yè)大學碩士學位論文62.2光伏陣列數學模型及其輸出特性光伏電池陣列的發(fā)電功率取決于單塊電池效率以及其分布方式，其中分布方式占主要影響。光伏陣列有集中式、串聯式、分布式以及模塊集成式四種結構。其中，分布式結構最為廣泛使用。因為分布式結構不僅省去阻塞二極管和旁路二極管，還能有效解決熱斑效應，提高光伏電池陣列發(fā)電效率。雖然這種結構在一定程度上使系統(tǒng)結構變復雜，但是瑕不掩瑜，分布式結構在可預見的未來仍然是光伏系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。光伏電池的發(fā)電原理是光生伏特效應,光生伏特效應是半導體器件的一個特性，是指半導體受光照時產生電動勢的現象[24]。受光照射的PN結的等效電可以看作是電流源、二極管與串并聯電阻的連接組合，如圖2.2所示。圖2.2光伏電池等效原理圖由圖2.2可得光伏電池的電流等式：phVDshIIII(2-1)其中VDI為二極管的暗電流(即無光照條件時，感光元件中流動的電流)：exp1/shVDosUIRIInkTNq(2-2)其中shI為等效并聯電阻上流過的電流：sshshUIRIR(2-3)故光伏電池的等效數學模型為[25]：exp1/shsphosshUIRUIRIIInkTNqR(2-4)公式(2-4)中shR為等效并聯電阻，sR為等效串聯電阻，phI為光伏電池的光生電流，oI為二極管反向飽和電流，n為二極管理想因子，1.602E19Cq為電子電荷量，k1.381E1023J/K為玻爾茲曼常量，sN為串聯單體電池個數，T表示溫度，其單位為K。通常情況下，phI、oI、shR、sR等參數會隨著外界條件變化而變化，但是

湖北工業(yè)大學碩士學位論文8圖2.3Boost電路原理圖當圖2.3所示變換電路處于穩(wěn)態(tài)時，電感L儲存的能量和釋放的能量在一個周期內是相同的，即：iLonOiLoffUItUUIt(2-9)設開關管的占空比為D，則：11OiUUD(2-10)可以看出，輸出電壓Uo大于輸入電壓Ui。從公式(2-10)可以看出，升壓電路可以實現無限升壓，但考慮到開關器件自身限制，一般升壓的倍數不超過4到5倍。此時調節(jié)開關管占空比D可以實現前級DC/DC變換電路的升壓和最大功率點跟蹤功能[30]。Boost電路需要工作在電感電流連續(xù)狀態(tài)來保證光伏陣列能量能夠連續(xù)。此時其平均電流值為：max1222LipvLKiKkIUDTUIIDLLf(2-11)式(2-11)中，iKI為Boost電路處于臨界狀態(tài)時電路的輸入電流。記升壓比為M，即輸出電壓與輸入電壓比，則有：11OdcipvUUMUUD(2-12)此時變換電路的輸入、輸出電流有：1oKiiKoIUDIU(2-13)聯立式(2-11)、式(2-13)，得：12pvoKkUIDDLf(2-14)綜上所述，Boost變換器電感取值應滿足12pvokULDDIf(2-15)

【參考文獻】：
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