单相光伏并网发电系统的仿真与设计

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1、安徽工业大学硕士学位论文论文题目：单相光伏并网发电系统的仿真与设计SimulationandDesignofSingle-PhasePhotovoltaicGrid-ConnectedPowerGenerationSystem作者：刘丹青学院：电气与信息工程学院指导教师：李明河单位：安徽工业大学协助指导教师：单位：单位：论文提交日期：2017年06月05日学位授予单位：安徽工业大学安徽马鞍山243032摘要摘要能源和环境问题已经是当今社会人类发展所要面对的两个重大挑战，单纯依靠“节能减排”已经不可能解决能源短缺和环境问题。太阳能这种可再生能源，对能源战略有相当重大意义，吸引了诸多国家的关注

2、。两级式光伏并网系统作为发电的重要供电形式，今后一定会推广的很广泛。本文以两级式并网发电系统为研究目标，进行仿真与设计。分析了光伏电池数学模型和常用的最大功率跟踪（MPPT）控制手段，建立了光伏电池和变步长扰动观察法的Matlab/Simulink仿真模型，并仿真研究了光伏电池的输出特性。分析比较了两级式单相光伏并网系统主电路，确定了前级Boost升压电路、后级单相全桥逆变电路结构以及二级功率变换整体控制方案，并进行了主电路参数选择计算。并网逆变器采用电流内环电压外环的双闭环PI控制，给出了控制系统参数计算的详细过程。分析和设计了基于DSP控制系统的硬件设计和软件方案，给出了部分硬件电路和

3、软件流程。最后给出了仿真模型和运行结果，验证了前级实现MPPT跟踪和升压功能、后级并网使输出电流与电网电压同频率同相位，表明了方案的可行性和有效性。关键词：光伏电池；MPPT；并网逆变控制；仿真；DSPIAbstractAbstractNowadays,energyandtheenvironmentissuesaretwomajorchallengesforhumandevelopment.It’simpossibletotackletheissuessolelyrelyingonenergyconservationandemissionreduction.Solarenergyisare

4、newableenergysource,whichisofgreatsignificancetotheenergystrategyandhasattractedtheattentionofmanycountries.Thereisnodoubtthatthetwostagephotovoltaicgridconnectedsystemwillbewidelypromotedasanimportantformofpowersupplyinthefuture.Thispaperisaimedatthesimulationanddesignofthetwostagegridconnectedpo

5、wergenerationsystem.Thereforethispaperfirstanalyzesthemathematicmodelofphotovoltaiccellandthecommonlyusedmaximumpowerpointtracking(MPPT)controlmeans,thenestablishesthesimulationmodelofphotovoltaiccellandvariablestepdisturbanceobservationmethodMatlab/Simulink,andstudiestheoutputcharacteristicsofpho

6、tovoltaiccells.Aftercomparingthemaincircuitoftwostagesingle-phasegridconnectedphotovoltaicsystem,thispaperdeterminestheoverallcontrolschemeoftheboostcircuit,thesingle-phasefullbridgeinvertercircuitstructureandtwostagepowerconverter,moreoveritmakestheselectionandcalculationofmaincircuitparameters.T

7、hedoubleclosedloopPIcontrolisadoptedinthegridconnectedinverter,andthedetailedprocessoftheparametercalculationofthecontrolsystemisgiven.ItalsoanalyzeshardwaredesignandsoftwareschemebasedontheDSPcontrolsystempresen