光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法的研究.pdf

1、隨著人類對能源需求量的日益增加，以及煤、石油、天然氣等一次能源的銳減，開發(fā)可再生能源的重要性得到提升。從目前來看，太陽能研究熱持續(xù)升溫。
　　文章論述了一次能源的使用現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)之上提出光伏發(fā)電的優(yōu)勢，通過對其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析，充分肯定了發(fā)展前景。對比分析各光伏發(fā)電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點，選擇雙級式作為主要研究結(jié)構(gòu)。
　　以雙級式作為主體架構(gòu)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)分前級DC/DC和后級DC/AC兩部分。其中，光伏（PV）陣列和

2、 Boost升壓斬波電路構(gòu)成前級；三相全橋逆變電路、濾波器、電網(wǎng)等作為后級。前級變換器設(shè)計：學(xué)習(xí)PV電池發(fā)電原理，依據(jù)其工程用數(shù)學(xué)模型在MATLAB/Simulink中建模，根據(jù)波形分析其輸出特性呈非線性；Boost升壓斬波電路可對PV陣列輸出電壓進(jìn)行提升，結(jié)合最大功率點跟蹤（MPPT）技術(shù)，對最大功率點（MPP）實時偵測，避免惡劣環(huán)境因素等造成PV陣列發(fā)電量的浪費，保持最大功率輸出。后級變換器設(shè)計：光伏并網(wǎng)的實質(zhì)是確保橋臂側(cè)輸出電流的

3、頻率、相位與電網(wǎng)電壓一致。采用基于電網(wǎng)電壓定向（VOC）的雙閉環(huán)策略進(jìn)行逆變器控制，利用空間矢量脈沖寬度調(diào)制（SVPWM）技術(shù)對橋臂開關(guān)管的通斷進(jìn)行驅(qū)動。鎖相環(huán)（PLL）實時鎖定電網(wǎng)電壓相位可彌補(bǔ)電網(wǎng)電壓諧波造成的電壓定向不準(zhǔn)確的缺點。通過對比濾波器優(yōu)缺點，選擇LCL濾波器濾除橋臂側(cè)輸出電流中的諧波，實現(xiàn)高穩(wěn)定性的單位功率因數(shù)并網(wǎng)。
　　針對目前PI參數(shù)設(shè)計大多依靠經(jīng)驗的特點，文章采用群智能優(yōu)化方法—粒子群算法（PSO）來進(jìn)行參數(shù)

4、尋優(yōu)。首先設(shè)計 PI調(diào)節(jié)器參數(shù)，確定其大致范圍，再對標(biāo)準(zhǔn) PSO在電壓外環(huán)參數(shù)尋優(yōu)中的應(yīng)用進(jìn)行步驟分析。在 MATLAB/Simulink中對標(biāo)準(zhǔn)情況、光強(qiáng)變化、溫度變化三種情況進(jìn)行整體仿真，通過分析波形驗證本文所設(shè)計的結(jié)構(gòu)、參數(shù)、選用策略的準(zhǔn)確性和有效性。
　　在理論分析、仿真驗證的基礎(chǔ)之上，最后對系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行設(shè)計分析。硬件方面，選用DSP TMS320F2812作主控芯片，對其外圍電路進(jìn)行設(shè)計；軟件方面，依照分模塊設(shè)計思路