單相單級并網(wǎng)光伏系統(tǒng)最大能量跟蹤算法研究.pdf

1、電能是人們利用能源的一種重要載體，但是獲得電能的傳統(tǒng)化石燃料正面臨日益枯竭的危機(jī)以及燃燒過程產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，這已成為阻礙世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要瓶頸。為了化解能源危機(jī)、減輕環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，大力發(fā)展綠色可再生能源是當(dāng)前全人類的迫切任務(wù)。本文以小型屋頂光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用為研究背景，從提高系統(tǒng)的整體效率及提高輸出電能質(zhì)量的角度出發(fā)，以單相單級光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對象，對系統(tǒng)主電路、控制器優(yōu)化設(shè)計(jì)、及最大能量跟蹤控制算法進(jìn)行了

2、深入的研究。全文內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
　　 建立了光伏陣列的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)數(shù)學(xué)模型用MATLAB軟件對光伏陣列的輸出特性進(jìn)行了仿真;分析了目前比較常用的幾種光伏逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，總結(jié)了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，通過對比分析確定了本文所研究的拓?fù)?，并對主電路LCL濾波器參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，分析了LCL濾波器的性能及電網(wǎng)的不確定因素對LCL濾波器的影響。
　　 由于常規(guī)PI控制器在跟蹤正弦參考電流時(shí)存在原理性誤差，因此本文采用比例

3、諧振控制作為電流內(nèi)環(huán)控制器，同時(shí)對控制器的參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，包括比例系數(shù)、積分系數(shù)、及阻尼系數(shù)，并總結(jié)了電流控制器參數(shù)設(shè)計(jì)的一般方法。由于單級式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)電壓外環(huán)輸出參考電流幅值含有大量二次諧波成分，為了防止參考電流混入諧波，本文考慮在PLL環(huán)節(jié)前面增加一個(gè)零階保持器。最后從仿真圖可以看出，本文的參數(shù)設(shè)計(jì)方法能夠保證系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)及動(dòng)態(tài)效果，并能保證良好的輸出電能質(zhì)量。
　　 本文重點(diǎn)研究了光伏陣列的最大能量跟蹤(MP

4、PT)控制方法，文中指出目前常用的MPPT方法在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中存在的缺點(diǎn)，然后提出了本文所采用的MPPT控制方法。文章詳細(xì)分析了基于極值搜索控制方法的原理，并且提出了控制器的優(yōu)化方法。從仿真實(shí)驗(yàn)圖可以看出，本文提出的改進(jìn)型極值搜索控制方法相對于傳統(tǒng)極值搜索方法和擾動(dòng)觀察法在動(dòng)態(tài)性能及控制精度上有明顯的優(yōu)勢。
　　 本文制作了一臺200W的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)來驗(yàn)證文中所提出的控制算法，對樣機(jī)的硬件電路及軟件流程圖進(jìn)行了詳細(xì)的分析和說明，最后文