【摘要】：能源危機(jī)和環(huán)境污染兩大難題制約著世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,清潔可再生能源成為各國(guó)研究的熱點(diǎn),太陽(yáng)能以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)被爭(zhēng)先發(fā)展,在新能源領(lǐng)域的占比逐年增長(zhǎng),故亟需發(fā)展光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)。為此,本文以光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)為研究對(duì)象,重點(diǎn)研究了光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤算法、LCL濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)以及逆變器并網(wǎng)控制策略,具體內(nèi)容及成果如下:1、研究光伏電池工作原理并建立等效數(shù)學(xué)模型,得到了在不同條件下的輸出特性曲線,并分析光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum Power Point Tracking,MPPT)原理及方法。針對(duì)存在遮蔽情況時(shí),光伏陣列輸出的功率-電壓(P-U)曲線變成多個(gè)極值點(diǎn),使得傳統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤方法失效。為此,提出了一種復(fù)合的MPPT方法,該方法主要分為兩個(gè)部分,首先利用粒子群優(yōu)化算法解決多個(gè)極點(diǎn)問(wèn)題,能夠迅速的定位到最大功率點(diǎn)附近,再用小步長(zhǎng)的電導(dǎo)增量法進(jìn)行二次搜索,精確找到全局最優(yōu)解。最后選擇Boost電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,光伏陣列在遮蔽或非遮蔽條件下,該復(fù)合控制方法的結(jié)果比粒子群優(yōu)化算法或電導(dǎo)增量法更加精確,證明了該方法的正確性和有效性。2、介紹三相并網(wǎng)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、輸出濾波器結(jié)構(gòu)。對(duì)比LCL濾波器與L型濾波器在相同電感值的情況下,前者對(duì)高頻諧波抑制效果更為理想,并廣泛應(yīng)用在并網(wǎng)系統(tǒng)中,但LCL濾波器存在一個(gè)諧振尖峰,且元件參數(shù)具有相互影響,設(shè)計(jì)困難,難以快速準(zhǔn)確得出結(jié)果等弊端。基于此建立了LCL型并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,分析了抑制諧振尖峰的兩種方式,同時(shí)重點(diǎn)研究LCL濾波器參數(shù)設(shè)計(jì),綜合考慮各個(gè)參數(shù)的約束條件,提出了利用粒子群算法優(yōu)化LCL濾波器的參數(shù),并詳細(xì)介紹了算法流程,最后通過(guò)仿真快速得到了LCL濾波器參數(shù)組,其適應(yīng)度值均符合條件,并選擇最小適應(yīng)度值的參數(shù)組在逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)中進(jìn)行仿真驗(yàn)證。3、針對(duì)LCL型逆變器并網(wǎng)系統(tǒng),對(duì)比分析了網(wǎng)側(cè)電流閉環(huán)控制和逆變器側(cè)電流閉環(huán)控制方案,根據(jù)得到的根軌跡圖確定了后者閉環(huán)控制系統(tǒng)更穩(wěn)定,同時(shí)為提高系統(tǒng)功率因數(shù),在單電流環(huán)的基礎(chǔ)上引入電容電流環(huán),雙環(huán)控制,建立模型后進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),分別選用粒子群算法和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的參數(shù)值進(jìn)行對(duì)比,由FFT分析可得出粒子群算法設(shè)計(jì)的濾波器參數(shù)值具備更好的濾波性能,諧波畸變率明顯減小,證明了該方法的正確性和優(yōu)越性。最后搭建了三相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)模型,在電流雙環(huán)的基礎(chǔ)上加入電壓外環(huán),仿真結(jié)果驗(yàn)證了三環(huán)控制策略的有效性以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【圖文】：

基于LCL 濾波器的光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的研究結(jié)構(gòu)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，關(guān)系到能否成功并網(wǎng)，根據(jù)系統(tǒng)分和發(fā)電部分，可將其分為隔離型和非隔離型。在變壓器是通過(guò)兩端繞組比來(lái)進(jìn)行的，轉(zhuǎn)化過(guò)程都會(huì)先將電能轉(zhuǎn)化能，實(shí)際操作時(shí)會(huì)有發(fā)熱等不可避免的因素，這必然存在器的形式較多，即非隔離型。在非隔離型形式中，常用拓。

圖 1.1 單級(jí)式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)Fig.1.1 Single stage grid connected power generation syste/AC 逆變器和電網(wǎng)三部分組成的單級(jí)式并網(wǎng)發(fā)電系是 DC/AC 部分，，這部分需要實(shí)現(xiàn) PV 陣列的 MPPT、程。雖然單級(jí)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但在逆變器環(huán)難操作。同時(shí)，電網(wǎng)線電壓為 380V，如按照常規(guī)并網(wǎng)前直流側(cè)電壓約 620V，這就相當(dāng)于光伏陣列直流側(cè)的高電壓，對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的絕緣性要求也會(huì)變只多了一個(gè) DC/DC 變換器，這就是兩級(jí)式并網(wǎng)發(fā)電成 PV 陣列的 MPPT 和直流電壓升高的過(guò)程，而 DC簡(jiǎn)化了整個(gè)系統(tǒng)的控制策略，易實(shí)現(xiàn)且不易出錯(cuò)，
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM615;TN713

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本文編號(hào)：2607202