单相光伏并网发电系统关键技术的研究

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随着世界对能源需求量的不断提高,太阳能因其可再生性、清洁性等特点,正在发展成为全球绿色能源组成中的重要部分。近年来,随着太阳能发电技术的不断进步,光伏并网发电逐渐成为一种应用趋势。因此,对光伏并网系统的研究与设计是具有重要的理论意义和实际应用价值。
  本文主要以单相光伏并网系统为研究对象,通过系统的拓扑结构、主电路参数的选择、最大功率点跟踪策略和并网逆变器的电流控制策略等方面对光伏并网系统作了详细的分析和研究。
  首先,为了减小能量损耗,节约硬件成本,选用了易于控制的Boost升压电路和单相全桥逆变电路作为系统主电路拓扑结构。通过理论分析和数学计算,对其中的主要器件进行了参数选择,最终完成了对lkW单相并网发电系统的硬件电路的设计。
  其次,应用MATLAB/Simulink仿真软件组建光伏电池板的等效模型,通过仿真波形,了解太阳能电池的电压、电流和功率输出特性,并分析在外界环境条件变化时对光伏电池输出特性的影响,为最大功率点跟踪(MPPT)提供可行性的理论基础。然后综合研究了几种常用的最大功率点跟踪策略,并通过对比分析,提出一种将固定电压法和扰动观察法结合的新型控制策略,做到扬长避短,实现快速准确的跟踪到光伏电池最大输出功率的目的。
  最后,采用预测电流控制策略对逆变器输出的电感电流进行跟踪控制,实现电网电流与并网电压的同步。由于传统的预测电流控制策略无法实现稳定跟踪,所以根据传统算法构建原则提出了一种改进型的预测电流控制模型,并通过MATLAB/Simulink的仿真比较,验证了所选控制策略的优越性。
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