光伏并网控制技术及其应用研究-机械电子工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 摘 要 摘 要 随着环境的恶化和能源的过度使用，节约能源和开发可再生能源已成为当务之 急，新能源的发展成为必然趋势。智能电网的深入发展和建设，对分布式能源的基础 理论和应用技术研究不断深入，作为分布式电源形式之一的光伏发电及其应用得到了 进一步的重视，光伏发电是分布式能源中的主要发电形式之一。光伏并网关键技术主 要是满足并网条件的并网逆变器及其相关控制的并网控制器，针对这两个方面分别进 行理论研究，基于 MATLAB 的 simulink 仿真，最后结合理论研究与实际需求进行硬 件设计。 逆变器在光伏并网系统中起着至关重要的作用，即将光伏阵列输出的直流电转换 为交流电，逆变效率的高低决定了光伏并网的发电效率。本文重点研究一种具有高频 环节的逆变器，克服了传统逆变器体积大，效率低等缺点。基于实用的逆变拓扑结构 与硬件实现方法，利用 MATLAB 对 其进行 仿真分析，在此基础上进一步 利用 MATLAB 调试及直接目标代码生成功能，实现 MATLAB 软件与 TMS320F2812 系统 的有机结合，增加光伏并网逆变器的开发效率和灵活性。 要实现光伏发电系统并网，依赖于恰当的控制策略，光伏并网控制技术包括光伏 阵列的 MPPT 控制、SPWM 的驱动控制、锁相环控制、反孤岛效应控制措施以及低 电压穿越技术等，利用 MATLAB 对这几个方面进行仿真分析，生成的模块能较好的 满足逆变器的预期控制效果。针对光伏并网发电过程中存在的最大功率输出问题，重 点研究光伏阵列高度的非线性输出特性以及最大功率跟踪问题。根据光伏阵列的等效 数学模型，并结合 MATLAB 分析环境中的 simulink 工具箱建立光伏阵列模型，研究 环境温度和光照强度对光伏阵列输出特性的影响，比较不同 MPPT 控制算法得到的效 果。再利用 MATLAB 的直接目标代码生成和调试功能，对生成模块进行分离并封装， 进而得到可重复使用的模块。 本文建立了光伏并网逆变器硬件平台，从实验室角度对研究的方法和设计的逆变 器装置进行验证，以期能够模拟实际工况，给出了光伏并网逆变器与控制器的软硬件 设计，在理论分析和建模仿真的基础上，再通过硬件电路的搭建与测试，最终达到课 题的基本要求。 关键词：光伏发电；并网逆变器；控制器；MPPT；simulink I Abstract Abstract With excessive use of energy and deterioration of environment, energy conservation and the development of renewable energy has become an urgent task, the development of new energy become an inevitable trend. The further development of smart grid and construction, the basic theory and application technology research of distributed energy, as a distributed power supply form of photovoltaic power generation and its application has been further attention, photovoltaic power generation is one of the main power generation form of distributed energy. Photovoltaic (pv) grid key technology mainly consists of inverter and controller, in view of the theoretical research on two main parts respectively, which based on MATLAB simulink, finally theoretical research and the actual hardware design are combined with. Inverter technology plays a vital role in photovoltaic grid conncted system which invert the pv array output’s direct current into alternating current, the quality of inverter efficiency dete