光伏微電網(wǎng)系統(tǒng)控制器的研究.pdf

1、為了研究光伏微電網(wǎng)系統(tǒng)的并網(wǎng)運(yùn)行、離網(wǎng)運(yùn)行、并/離網(wǎng)運(yùn)行自動切換并調(diào)節(jié)控制光伏逆變器輸出的電能質(zhì)量。本課題以光伏發(fā)電為前提,建立了光伏微電網(wǎng)系統(tǒng)的仿真模型,并設(shè)計了微電網(wǎng)控制器來負(fù)責(zé)控制整個光伏微電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行,該控制器不僅可以完成對光伏陣列的最大功率跟蹤控制,也可以根據(jù)是否有孤島效應(yīng)使光伏微電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行于并網(wǎng)模式或離網(wǎng)模式。當(dāng)光伏逆變器并網(wǎng)運(yùn)行時,逆變器輸出的電網(wǎng)電壓與頻率被電網(wǎng)鉗制,微電網(wǎng)控制器只需控制并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓同頻同相即可

2、;當(dāng)光伏逆變器離網(wǎng)運(yùn)行時,光伏微電網(wǎng)系統(tǒng)相當(dāng)于一個電壓源,微電網(wǎng)控制器需要在無電網(wǎng)電壓參考的情況下,根據(jù)參考值調(diào)節(jié)逆變器的輸出電壓幅值及頻率,以保證重要負(fù)荷的正常運(yùn)行。
　　首先,根據(jù)光伏電池的基本工作原理及等效模型,推導(dǎo)出了其輸出特性曲線表達(dá)式,搭建了光伏電池的仿真模型,并實現(xiàn)了最大功率跟蹤控制,仿真結(jié)果表明該模型的穩(wěn)定性和有效性。其次,重點介紹了光伏微電網(wǎng)系統(tǒng)中控制器的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理,推導(dǎo)了DC/AC逆變橋在 dq坐標(biāo)系

3、下的數(shù)學(xué)模型表達(dá)式,根據(jù)數(shù)學(xué)模型表達(dá)式演化的結(jié)構(gòu)圖,詳細(xì)地分析了 PQ控制策略的功率、電流解耦原理以及 V/f控制策略的電壓、電流解耦原理;同時也介紹了 SVPWM調(diào)制算法的基本原理、孤島檢測方法,并對光伏微電網(wǎng)控制器的并/離網(wǎng)切換控制策略進(jìn)行了分析。然后,對光伏微電網(wǎng)控制器以及光伏發(fā)電主電路的硬件進(jìn)行了設(shè)計,如 DSP主控芯片的選型、模擬信號采樣與調(diào)理電路、IPM驅(qū)動及保護(hù)電路等硬件的設(shè)計,并根據(jù)主電路參數(shù)設(shè)計原則確定有關(guān)電感及電容的