【摘 要】
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能源是促进人类前进的力量来源及物质基础。随着社会的不断发展,人类对传统能源的使用量越来越多,已经形成了能源上的短缺和生存环境上的破坏,寻找新的可再生能源显得尤为重要。太阳能因具备可再生性、无污染等优点得到了广泛应用。在此背景下,本文的研究建立在光伏发电系统的基础上,对其中的最大功率点跟踪技术和并网控制策略进行重点研究。首先对光伏电池的工作原理及数学模型进行分析,在MATALAB/Simulink中
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能源是促进人类前进的力量来源及物质基础。随着社会的不断发展,人类对传统能源的使用量越来越多,已经形成了能源上的短缺和生存环境上的破坏,寻找新的可再生能源显得尤为重要。太阳能因具备可再生性、无污染等优点得到了广泛应用。在此背景下,本文的研究建立在光伏发电系统的基础上,对其中的最大功率点跟踪技术和并网控制策略进行重点研究。首先对光伏电池的工作原理及数学模型进行分析,在MATALAB/Simulink中搭建光伏电池的仿真模型,仿真了光伏电池在多种光照强度和温度下的输出特性曲线。考虑到光伏阵列会出现局部阴影的情况,仿真了光伏阵列在均匀光照和部分阴影下的输出特性曲线。其次针对传统最大功率点跟踪技术中的扰动观察法和电导增量法的跟踪性能与步长之间的矛盾,提出了变步长的改进策略,通过仿真对比,验证了改进算法跟踪性能的优越性。针对粒子群算法在局部阴影条件下跟踪最大功率点的速度和精度上的不足,提出了对粒子群算法的惯性权重和学习因子进行动态调整的改进策略,通过仿真对比,结果表明改进粒子群算法跟踪最大功率点的时间更短、输出功率更高,验证了改进粒子群算法的优越性,提高了光伏发电系统的光电转换效率。再次分析了不同坐标系下LCL光伏并网逆变器的数学模型,设计了LCL滤波器的参数,针对LCL滤波器存在的固有谐振尖峰,影响光伏并网系统稳定性的问题,采用了电容电流反馈的有源阻尼控制来抑制谐振尖峰,提高了系统的稳定性。最后针对三相光伏并网逆变器控制策略的PI控制具有动态性能好、谐波抑制能力差而重复控制对谐波抑制能力强、动态性能不足的问题,采用了PI+重复的复合控制策略,实现了两种控制策略之间的互补,在MATLAB/Simulink中进行仿真对比,结果表明PI+重复复合控制策略要优于单PI控制,入网电流总谐波畸变率由4.98%降为2.44%,电网中谐波得到了有效的抑制,验证了PI+重复复合控制的有效性和抑制谐波能力的优越性,提高了光伏发电系统的并网电能质量。图[75]表[6]参[72]
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