三相单级式光伏并网发电系统的研究

摘要

当今社会环境污染越来越严重，能源越来越匮乏，为了解决这一问题，我们需要开发利用更多的新能源，目前太阳能是国际公认的理想新能源之一，太阳能光伏发电有离网和并网两种工作方式。太阳能光伏发电产业作为一个新兴产业正在崛起，在电力行业中所占比重越来越大。
　　本文简单介绍了当今世界国内外资源形势，概述了光伏发电并网系统核心控制技术的研究现状，针对三相单级式光伏并网发电系统做了光伏阵列输出特性、最大功率点跟踪控制方法、LCL型滤波器设计、并网逆变器的控制策略等内容的理论分析和仿真研究，本文详细工作如下：
　　首先，介绍了太阳能光伏电池的工作原理，采用基于外特性的光伏电池工程用数学方法，建立了光伏阵列在Matlab/Simulink平台的仿真模型，并对其在不同工况条件下的输出特性曲线做了仿真分析。针对光伏阵列的部分阴影遮挡情况，对多峰光伏阵列模型做了仿真。
　　其次，简述了光伏阵列最大功率跟踪的原理及常用最大功率跟踪控制方法。在传统扰动观测法的基础上，提出了可以适用于局部遮挡阴影情况下的基于蚁群优化算法的改进扰动观察法并与传统扰动观测法做了仿真对比。仿真结果可以看出，传统扰动观测法在局部阴影下容易陷入局部最优，而改进扰动观测法可以快速准确地跟踪到全局最大功率点跟踪。
　　再次，在滤波器的设计上，选用了带有阻尼电阻Rd的LCL型滤波结构，并就L型、LC型、LCL型滤波器的滤波性能做了比较分析。
　　最后，针对三相单级式光伏并网发电系统，采用了电压外环、电流内环的双环控制策略，在Matlab/Simulink平台搭建了整个光伏并网发电系统的仿真模型，从仿真结果可看出，光伏发电系统达到了并网要求。

目录

声明

1 绪 论

1.1 课题的研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 光伏发电系统的类型

1.4 本文研究的主要内容

2 光伏阵列建模及仿真分析

2.1 光伏电池的工作原理与电量方程

2.2 工程用光伏电池的数学建模

2.3 光伏电池阵列的建模仿真与研究

2.4 本章小结

3 最大功率点跟踪控制

3.1 最大功率点跟踪的概念及常用控制方法

3.2 扰动观察法和蚁群优化算法的原理

3.3 基于蚁群优化算法的改进扰动观察法

3.4 本章小结

4 并网滤波器的设计与性能分析

4.1 常用滤波器简介

4.2 LCL滤波器的参数设计

4.3 LCL型滤波器的性能分析

4.4 本章小结

5 三相单级式光伏逆变并网系统控制分析

5.1 光伏并网逆变系统的分类

5.2 三相单级式光伏并网逆变器控制策略

5.3 三相单级式光伏逆变并网系统的仿真模型及波形分析

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

作者从事科学研究和学习经历简介

攻读硕士期间主要成果