基于Fibonacci-MPPT的光伏并网发电系统的研究

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1、摘要摘要面临能源枯竭与环境污染日益严重的问题，基于光伏等新能源的分布式并网发电系统得到了广泛的关注。太阳能以其经济、清洁等优点倍受青睐。其中太阳能光伏并网发电是太阳能利用的主要趋势。另外，由于高性能数字信号处理芯片(DSP)的发展，使一些先进的控制策略在光伏并网逆变器中的应用变得更为简单。本文在此背景下，以单相光伏并网系统为研究对象，在其核心部分太阳能电池板的最大功率跟踪和并网逆变控制技术的研究基础上，进行系统设计和验证。主要内容如下：(1)概述太阳能利用的意义和广阔前景，给出本课题的主要研究内容。对太阳能电池的工作原理及工作特性进行介绍，详细分析了太阳能电池工作的等效电路和数学模

2、型。对几种传统的最大功率点跟踪控制算法的进行比较，分析各自的优缺点。根据分析结果采用基于Fibonacci数列的方法跟踪太阳电池阵列的最大功率点，保证跟踪过程的准确性、稳定性以及快速性，实验证明这种方法具有良好的跟踪性能。(2)详细分析了单相光伏并网发电系统的全桥逆变电路的工作特性和原理。比较了几种单相并网系统的控制方法，采用改进型固定开关频率的控制方法，这样就避免开关频率不固定的问题，同时减小噪音和开关损耗。(3)针对光伏并网发电的电流必须与电网电压同频同相，本文详细讨论了并网过程中的软件锁相环技术，对锁相环电路的组成和工作原理研究、设计采样电路和软件锁相进行了描述，实验结果表明

3、此方法可靠有效，能使逆变器输出电流与电网电压完全同相。(4)孤岛效应是光伏并网系统中必须解决的问题，本文对孤岛效应的含义及相关标准进行了说明，分析了产生孤岛效应的原因、主要危害、检测原理和常见的检测方案，总结了目前常见检测方案的主要问题，采用了一种简单易行、基于电压正反馈的主动反孤岛方法，讨论了该方法设计中所需关注的主要问题以及对原有系统产生的影响，最后通过相关的仿真和实验证明了这个方法的有效性。关键词：光伏：并网；最大功率点跟踪；软件锁相环；孤岛效应AbstractFacingtheworseandworseproblemsofenvironmentalpollutionande

4、xhaustionofenergysources，thedistributedgenerationpowerusingrenewableenergyhasbeenattractedextensiveattentive．Solarenergyisacceptedcommonlyforitsadvantagessuchaseconomicandcleanness．ThePV鲥d—connectedsystemwillbethemainutilizationofsolarenergy．Furthermore，withthedevelopmentofhigh-performanceDigi

5、talSingleProcessor(DSP)chip，itiseasiertousesomeadvancedcontrolstrategiesinthePV西d—connectedinverter．Underthisbackground，thedissertationfocusesonsingle-phasePVgdd—connectedsystem．Thesystemdesignandvalidateisbasedontheresearchofsolararraymaximumpowerpointtracking(MPPT)andphotovoltaicgrid-connect

6、edinvertercontrolwhicharethecoresofPVgrid-connectedsystem．Themaincontentsareasfollow：(1)Thesignificanceandgoodforegroundofthesolarpowerusingisnarrated．Themaincontentofthissubjectissimplyintroduced．ThenintroducestheoperationalprincipleandperformancecharacteristicofPVcells，anddescribestheequival

7、entcircuitandmathematicalmodeldentally．ThispaperintroducesseveraltraditionalMaximumPowerPointTracking(MPPT)controlalgorithms．Bycomprisingthesecontrolalgorithms，therespectiveadvantagesanddisadvantageshavebeenfound．Basedontheanalysisresul