【摘要】：隨著能源環(huán)境危機(jī)的不斷加劇,可再生的太陽能日益顯得重要。光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽能利用的最主要形式。迄今為止,人們對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了廣泛的研究,但仍有多問題未能得到很好的解決。因此對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文對遮蔭條件下的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究,重點(diǎn)研究了光伏電池的最大功率跟蹤、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其控制策略、系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)等三個(gè)方面的問題,主要研究工作包括： 1.深入分析了現(xiàn)有多峰值MPPT算法的特點(diǎn),建立了遮蔭條件下光伏陣列的數(shù)學(xué)模型,基于該模型,獲得了其輸出特性,通過研究輸出特性,提出基于梯度法和擾動(dòng)觀察法的多峰值MPPT算法,給出算法的實(shí)現(xiàn)過程并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 2.深入分析了常用并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其控制策略的特點(diǎn)和遮蔭條件下光伏陣列輸出特性,確定了“Boost變換器+全橋逆變器”兩級主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和并網(wǎng)電流的雙閉環(huán)PI控制策略,并通過MATLAB對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果驗(yàn)證了控制策略的可行性。 3.完成并網(wǎng)系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)。硬件的設(shè)計(jì)包括BOOST電路、三相逆變電路、DSP控制電路、電源電路、電壓電流采樣電路、過零比較電路、隔離限幅電路等的設(shè)計(jì)和制作。軟件主要包括系統(tǒng)主程序、初始化子程序、MPPT控制程序、鎖相控制程序、中斷子程序、ADC控制子程序、SPWM控制子程序。 4.搭建了3kW系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。對系統(tǒng)在無遮蔭和遮蔭兩個(gè)情況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),測試了控制器和并網(wǎng)逆變器輸出波形。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,系統(tǒng)能快速的跟蹤光伏電池的最大功率點(diǎn)；快速鎖定輸出符合并網(wǎng)條件的交流電,有效維持母線電壓的穩(wěn)定；具有很好的對環(huán)境突變的抗干擾能力。
【圖文】：

由于單體光伏電池發(fā)出的功率大多是幾百瓦，為了滿足實(shí)際應(yīng)用的需要就必須把許多個(gè)太陽能電池串聯(lián)或并聯(lián)起來組成光伏陣列，得到大功率的光伏發(fā)電系統(tǒng)。當(dāng)光伏陣列處在被局部遮蔭的情況時(shí)，光伏陣列的輸出特性曲線將呈現(xiàn)多個(gè)局部峰值點(diǎn)，有可能使得單峰值的MPPT算法失效。在此情況下為了提高光伏陣列的效率，，就必須采取措施盡量提高其工作效率。2.1光伏電池的輸出特性2. 1. 1光伏電池工作原理太陽能光伏電池利用的光電材料主要有單晶娃、多晶桂、砷化鎵、非晶娃、硒銦銅等半導(dǎo)體材料，它們的光電轉(zhuǎn)換原理都是光電效應(yīng)，也就是光生伏打效應(yīng)。當(dāng)光電材料被太陽照射時(shí)，光電子被激發(fā)產(chǎn)生電流。如圖2-1所示，形象地描繪了在太陽的照射下光伏電池單元是如何產(chǎn)生電能。

當(dāng)光伏電池外部接負(fù)載后，光生電流從P區(qū)（正極）流出，經(jīng)過負(fù)載流向N區(qū)（負(fù)極），那么負(fù)載就獲得了功率。如下圖2-3所示為光伏電池功率輸出示意圖。命々^ ^ IPN結(jié) isifiifS |o~ 圖2-3光伏電池的功率輸出7
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM914.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2559199