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论文以单相非隔离型光伏并网发电系统为研究对象,对系统的拓扑结构、最大功率点跟踪技术、并网控制策略、软硬件设计等关键技术进行了深入研究。 首先,论文综述了课题研究的背景和意义,分析比较了光伏并网发电系统常用拓扑结构的优缺点;对单相非隔离型光伏并网发电系统的总体设计进行了深入研究,给出了相应的选择依据;重点研究了输出滤波器和调制方式对系统共模漏电流的影响以及系统前后级电路的工作原理。 其次,论文在建立光伏电池的数学模型的基础上,利用MATLAB/Simulink对其进行建模与仿真,并进一步研究了外界环境的变化对光伏电池输出特性的影响;分析比较了常用最大功率点跟踪算法的原理以及优缺点,针对扰动观察法无法实现跟踪速度和精度统一的矛盾以及误判问题,提出了一种基于滞环比较法的改进型变步长扰动观察法;建立了MATLAB/Simulink环境下的系统仿真模型,仿真实验的结果验证了该算法的正确性。 然后,论文在建立系统的数学模型的基础上,深入研究了常用并网控制策略及其优缺点,针对电网电压频率存在波动以及比例谐振控制不易实现的问题,提出了一种准比例谐振控制策略,并重点研究了其控制器参数的设计及其算法的实现,通过仿真研究表明准比例谐振(PR)控制能够克服PI控制无法实现对交流量无静控制的缺陷。 最后,论文对系统主电路中的Boost变换器、直流母线电容、DC/AC变换器以及输出滤波器进行了设计。同时,还设计了系统的控制电路,其中主要包括:DSP最小系统、电压电流采样调理电路、电网电压过零点检测电路、驱动电路以及硬件保护和故障锁存电路;在此基础上,完成了5Kw单相非隔离型光伏并网发电系统实验样机的制作与调试工作,编写了系统的控制软件,并给出了关键程序的算法流程图以及相关的实验数据和波形。