【摘要】：太陽能作為當(dāng)今世界上最有前景、最現(xiàn)實(shí)、最清潔、可大規(guī)模開發(fā)利用的可再生綠色能源之一,在環(huán)境污染不斷加重以及能源日益緊缺的今天,開發(fā)并利用太陽能已經(jīng)成為人類發(fā)展的迫切需要。近年來利用太陽能進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)取得很大的進(jìn)步,其主要發(fā)展方式還是光伏發(fā)電并網(wǎng)的研究,研究和設(shè)計(jì)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的技術(shù)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要研究單相兩級(jí)式光伏并網(wǎng)系統(tǒng),對(duì)其進(jìn)行探討和詳細(xì)的理論分析。分析和研究了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、光伏電池的基本原理、元件參數(shù)、最大功率點(diǎn)的跟蹤控制以及逆變并網(wǎng)控制策略等方面的內(nèi)容。本文論述了光伏發(fā)電系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及其背景意義,研究和分析了其具體結(jié)構(gòu)原理和控制方法策略。首先詳細(xì)研究分析了光伏電池的電路基本原理和等效模型。并且在MATLAB/Simulink環(huán)境下搭建了光伏電池的仿真模型,仿真分析了其輸出曲線特性在不同外界條件下的變化規(guī)律,為最大功率點(diǎn)跟蹤控制提供理論基礎(chǔ)。前級(jí)采用了Boost升壓電路,經(jīng)過分析和計(jì)算對(duì)元器件參數(shù)進(jìn)行選擇。在此基礎(chǔ)上研究分析了最大功率點(diǎn)跟蹤幾種常用控制方法的優(yōu)缺點(diǎn),然后對(duì)比分析了幾種常用方法的不足之處,對(duì)原有方法進(jìn)行改進(jìn),采用兩種方法相結(jié)合的雙模式控制方式,并在MATLAB/Simulink仿真軟件下搭建了Boost電路最大功率點(diǎn)跟蹤仿真模型,對(duì)不同方法進(jìn)行了仿真分析比較,改進(jìn)方法提高了跟蹤速度及魯棒性。后級(jí)采用單相全橋DC/AC逆變電路,進(jìn)行分析和計(jì)算元器件參數(shù),通過對(duì)傳統(tǒng)方法的分析,針對(duì)其無靜差跟蹤方面的不足之處進(jìn)行改進(jìn),提出基于虛擬矢量電壓電流雙閉環(huán)控制方法對(duì)并網(wǎng)逆變器進(jìn)行控制,電壓外環(huán)采用PI控制器,電流內(nèi)環(huán)采用準(zhǔn)PR控制器,引進(jìn)單相SVPWM調(diào)制方式對(duì)逆變器進(jìn)行觸發(fā)控制,并且搭建了逆變電路的仿真模型,通過對(duì)該控制策略仿真分析比較,驗(yàn)證了其正確性和有效性。最后在上文理論分析和控制策略研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)主控制電路、采樣電路等硬件電路,以及系統(tǒng)軟件主程序、周期中斷子程序、捕獲中斷程序的設(shè)計(jì)。并針對(duì)單相兩級(jí)式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真模型的搭建,并對(duì)控制策略進(jìn)行仿真分析驗(yàn)證,從母線穩(wěn)壓、并網(wǎng)電流高質(zhì)量等方面證明了本文提出方法的可行性和優(yōu)越性。
【圖文】：

好的模型不僅仿真速度特別快，而且能夠把系統(tǒng)各方面的特仿真模型中希望能夠?qū)⒏鱾�(gè)變化的參數(shù)在系統(tǒng)中體現(xiàn)出來，使這可以方便觀察改變其數(shù)值對(duì)系統(tǒng)整體控制的影響[30]。系統(tǒng)特點(diǎn)和仿真要求，本文使用 MATLAB/Simulink 仿真工具一種交互式可視化仿真工具，它無需考慮算法的復(fù)雜程度及可實(shí)仿真模型就能建立用戶界面。只需要經(jīng)過建模、仿真和分析，不只需要鼠標(biāo)就能搭建比較直觀的仿真模型。仿真時(shí)間和模型參數(shù)過訪問 MATLAB 可以對(duì)仿真結(jié)果的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)可視化，并對(duì)結(jié)果并且用戶在進(jìn)行調(diào)試非常方便。主要有兩種模型，其中一種模型以外特性為基礎(chǔ)，另一種模型以為基礎(chǔ)搭建的模型，該模型簡(jiǎn)單且求解容易，參數(shù)能夠?qū)?yīng)上產(chǎn)設(shè)定外界條件的參數(shù)比較困難，對(duì)物理特性的反映不準(zhǔn)確。以物其優(yōu)點(diǎn)是有較高的仿真精度，并且可以對(duì)其物理特性進(jìn)行準(zhǔn)確反，參數(shù)求解比較困難。在進(jìn)行仿真中，，通常選用以物理特性為基會(huì)比較復(fù)雜，但是具有更高仿真精確度，并且對(duì)光照強(qiáng)度和溫度以把環(huán)境溫度以及光照強(qiáng)度實(shí)時(shí)變化的具體情況模擬出來。電池工程數(shù)學(xué)模型以及各變量的數(shù)學(xué)表達(dá)式，可直接在 Simulin型，首先由已知參數(shù)和公式搭建 C1、C2 的仿真模型，如圖 2-3

圖 2-4 C1仿真模型Fig. 2-4 Simulation model of C1圖 2-5 光伏電池仿真模型內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig. 2-5 Simulation model internal structure of photovoltaic cell真模型的簡(jiǎn)便直觀，以及模型搭建線路的簡(jiǎn)化，將光伏電池仿真模型
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM615

【參考文獻(xiàn)】

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1 李麗芳;江冰;吉正洵;黃濵;;光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT控制仿真模型[J];計(jì)算機(jī)仿真;2015年04期

2 閆文龍;;光伏系統(tǒng)DC/DC變換器設(shè)計(jì)與仿真[J];電子測(cè)試;2015年06期

3 朱建萍;周建萍;時(shí)珊珊;黃華;周健;程煒;張緯舟;;光伏發(fā)電接入直流配電網(wǎng)DC-DC變換器的仿真研究[J];廣東電力;2015年02期

4 杜道昶;田麗;趙明敏;包偉;陳勇;;新型高增益Boost變換器設(shè)計(jì)[J];陜西理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年01期

5 柯程虎;張輝;;小功率單相光伏并網(wǎng)逆變器的研究[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2014年12期

6 李澤斌;羅安;田園;劉奇;謝龍?jiān)?徐千鳴;;LCL型光伏并網(wǎng)逆變器電流內(nèi)環(huán)控制方法[J];電網(wǎng)技術(shù);2014年10期

7 孟建輝;石新春;付超;王毅;李鵬;魏德冰;;基于PR控制的光伏并網(wǎng)電流優(yōu)化控制[J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2014年02期

8 宋樹偉;阮毅;周小杰;張霞;;單相光伏并網(wǎng)逆變器解耦控制策略研究[J];電氣傳動(dòng);2014年01期

9 李俊良;王新濤;史吏;周龍;楊永華;郭玉天;;恒定電壓法與變步長(zhǎng)滯環(huán)比較法結(jié)合的MPPT算法研究[J];陜西電力;2013年07期

10 呂天文;;2013年中國(guó)光伏逆變器市場(chǎng)現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析[J];電源世界;2013年05期

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1 周小杰;光伏并網(wǎng)控制系統(tǒng)研究[D];上海大學(xué);2014年

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1 李迅;基于DSP28335的光伏逆變器研究[D];西安科技大學(xué);2017年

2 呂超;單相光伏逆變器雙閉環(huán)控制及并網(wǎng)穩(wěn)定性研究[D];新疆大學(xué);2017年

3 張宗龍;基于DSP28335的單相光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變系統(tǒng)[D];江蘇大學(xué);2017年

4 曹志成;小功率光伏并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)[D];蘭州理工大學(xué);2016年

5 顧春陽;單相光伏并網(wǎng)逆變器控制策略的研究[D];上海電機(jī)學(xué)院;2016年

6 秦為坤;基于改進(jìn)PR控制策略的光伏并網(wǎng)逆變器的研究[D];安徽大學(xué);2016年

7 孫圓濤;大功率光伏陣列模擬器的研究[D];湖南大學(xué);2016年

8 應(yīng)戍狄;光伏發(fā)電系統(tǒng)的單相并網(wǎng)逆變器研究[D];遼寧工業(yè)大學(xué);2016年

9 陳祥鵬;光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)電壓分布影響的研究[D];山東理工大學(xué);2015年

10 朱洪慶;單相光伏并網(wǎng)逆變器的研究與設(shè)計(jì)[D];東北大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2621953