光伏并网发电系统的仿真研究与设计.pdf

武汉理工大学

硕士学位论文

光伏并网发电系统的仿真研究与设计

姓名：陈昌喆

申请学位级别：硕士

专业：控制科学与工程

指导教师：徐华中

20100401
摘要征。本文通过使用拟合实际测量曲线的方法，自动寻找合适仿真参数，使得仿分硬件做了仿真实验，实验证明关键硬件系统原理正确，为将来的继续深入研太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，被认为是当前世界上最有发展前景的新能源技术，各发达国家均投入巨额资金竞相研究开发，并积极推进产业化进程，大力开拓市场应用。因此，光伏逆变并网系统是绿色新能源开发中一个不容忽视的研究热点。以往的光伏电池仿真都是通过对开路电压Voc和短路电流Isc的匹配来设置的光伏电池仿真参数，这种方式使得曲线的中间部分很难反映电池实际的I-V特真结果与实际曲线更接近，更能反映实际情况。传统的光伏逆变系统是使用三相三线制系统，为了解决三相不平衡问题，大多使用带NFT(中性点变压器)的方法，但是工频下的变压器过于笨重，在大功率场合下难以发展。本文使用三相四线制的逆变系统，通过三维空间矢量变换解决了第四桥臂的牵制问题，使得负载不平衡的问题得到了很好的解决。本文首先对光伏电池的输出特性做了深入的研究，并给出了其数学描述。介绍了MATLAB的光伏电池SolarCell模块，并提出了一种能根据实际数据校正仿真模块的方法。并对光伏的特性进行了仿真。其次，针对三相三线制逆变系统在并网过程中遇到的非平衡负载问题，引入了三相四线制逆变系统。并对三相四线系统进行了空间矢量建模，使用三维矢量变换解决了中性点桥臂牵制的问题，并选用SVPWM调制方法和PID控制策略，并对其进行了仿真，证明了该方法的可行性。另外，介绍了光伏MPPT的相关原理。详细讨论了适用于光伏MPPT的DC．DC拓扑，并对MPPT算法进行了对比选择。最后使用合适的DC．DC拓扑及跟踪算法对光伏的MPPT进行了仿真。最后，从在前文仿真的基础上对系统的关键硬件做了详细的讨论。并对部究铺平道路。文章最后对全文进行了总结，并提出下一步工作的展望。关键词：光伏，MPPT，逆变并网，三相四桥臂，IGBT驱动
systemproblem，byABSTRACTenergytechnologycharacteristic．WestrategytopologyrelevantandgenerallyCanbetweenobjectivewith，basedcharacteristiesTransformation．Meanwhile,theprevalentSVPWMcontrol，andappliedendKeywords：Photovoltaic，MPPT,Grid-connected，Three-phaseimportanttremendoussumscompetitionthepromotingmarket．So，thewithoutparameterssimulations，wematchmethodmakesminimizesimulationone，makingmoreMATLABSolarmodule，itmeansmodulefactualInthat，thethree—phase3-Dimensionalmodula-testi—tiessimulation．thesisMPPTdecisionfromalgorithmsup，thehardwarehardware．withreasonabilitysmoothforfutureispartofnewreproductivethuseachcountryhasinvestedfundsinexplor-ingpositivelyindustrialprogress，includ·largelybroadeningapplicationgrid—connectedphotovoltaicfocusexploringclearpowerbeingneglected．orderproperbatterytryVocIsc．Butthisitdifficultreflectbattery'sI—Vresultreflecting．TobeginCellbringsforwardcorrectingbystatisticscar-tiesCell．additionintroducesfour-wirere—solvesfourthbridge—arnl’srestrictionestablishingVectorutilizestionPIDfeasibilityBesides，theillustratesrelativeprinciplesdiscussesDC—DCtoselectivethroughc