毕业设计(论文)-单相光伏发电并网系统研究

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1、华中科技大学硕士学位论文单相光伏发电并网系统研究姓名：付俊峰申请学位级别：硕士专业：电机与电器指导教师：黄声华2011-01-08华中科技大学硕士学位论文摘要目前，光伏并网发电技术是新能源发电领域中的一个非常重要的研究方向。而本文以户用型单相光伏发电并网系统作对象进行了研究，主要研究内容包括光伏电池的最大功率跟踪、两级式结构的逆变并网的控制、并网滤波器的研究、反孤岛效应策略等，并基于理论指导和仿真分析，进行了系统样机的设计与实验。首先，通过建立光伏电池的仿真模型，模拟了光伏电池在温度和光照强度变化下的电气性能，并利用Boost电路下的导纳增量法实现了对光伏电

2、池进行快速准确地最大功率跟踪控制。其次，通过对后级逆变器直流电压和并网电流的双闭环控制，实现了单位功率因数并网，并采用LCL滤波器对并网电流进行谐波抑制，使得电流谐波含量满足电力系统规定的并网要求。然后，通过两级系统的协调控制策略，基于光伏电池发电，经Boost电路进行MPPT控制和DC/AC逆变并网，成功实现了整个系统的建模与仿真分析，仿真结果证明了系统方案的正确性。采用频率干扰法作为孤岛效应的检测方案，使整个系统不但能快速地跟踪环境变化进行MPPT控制以及单位功率因数、低谐波含量并网，还能快速检测并防止孤岛效应的产生，具有优良的动态和稳态性能。最后，设计

3、了课题的整个硬件系统包括辅助开关电源、主电路以及各种控制电路，并基于主控芯片dsPIC30F2010进行了整个软件系统的程序设计。在基于所设计的实验平台上，进行了相关的实验及其结果分析，实现了系统的一些基本功能和性能要求，验证了方案设计的正确性和可行性。关键词：光伏发电MPPT逆变并网LCL滤波孤岛效应I华中科技大学硕士学位论文AbstractNowadays,Photovoltaic（PV）grid-connectedgeneratingtechnologybecomesaveryimportantresearchareainthefieldofnewen

4、ergypowergeneration.Thispaperfocusesonthehousehold-typesingle-phasephotovoltaicgrid-connectedsystemanddoesalotofresearchwhichinvolvesmaximumpowerpointtracking(MPPT)methodsforPVarrays,grid-connectedcontroloftwo-stagePVsystem,filterofgrid-connectedsystem,non-islandingprotection.Based

5、ontheTheoryandSimulationAnalysisofthissystem,aprototypewasdesigned.Firstly,thesimulationmodelofPVarraysisestablished,whichisusedtosimulateitselectricalperformance.AndthissimulationmodelcanworkatmaximumpowerpointquicklyandaccuratelyunderthecontrolofincrementalconductancemethodinBoos

6、tcircuit.Secondly,theDC/ACstageadoptstheschemeoftwo-loopvoltageandcurrentcontrol,makesunitypowerfactorgrid-connectedoperationrealized.TheLCLfilterreducestheharmonicsinterferenceofcurrentefficiently,andtheTotalHarmonicDistortion（THD）canmeettherequestofpowersystem.Then,coordinatedcon

7、trolsystemoftwo-stagemakesthewholesystemworkreliably.ThepowerofPVarrayscanbethemaximumbyMPPTbasedonBoostcircuit,andtheDC/ACcircuitfeedsthepowerintotheelectricitygridsystem.ThewholesystemismodeledbyMatlab,andtheactivefrequencydriftmethodisusedtothissimulationsystem.Simulationresults

8、showthatthewholesystemcann