光伏發(fā)電控制系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟與科技的持續(xù)發(fā)展，工業(yè)人口急劇增多，社會的能源消耗導致傳統(tǒng)能源日益枯竭，環(huán)境問題愈顯突出，解決世界性能源問題的主要方法之一是將研究眼光投向新興的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)。太陽能是一種無限的且不需購買的初級能源，光伏發(fā)電系統(tǒng)壽命長，受地域限制小，抗災自救能力強而且不會造成環(huán)境污染。正是這些優(yōu)勢引導人們對光伏能源轉(zhuǎn)換的不斷研究。光伏發(fā)電控制系統(tǒng)關鍵技術是業(yè)內(nèi)科學界廣泛研究的重點，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)效率、質(zhì)量、可靠性、容量與功能等幾個方面。

2、>　　 本研究主要內(nèi)容包括：太陽電池的數(shù)學模型仿真、最大功率點跟蹤算法的設計、蓄電池充放電模塊設計、直流變換模塊和逆變模塊的參數(shù)計算、實現(xiàn)正弦逆變的閉環(huán)控制策略、硬件設計等。設計出基于主/從控制的兩級多組串式光伏發(fā)電控制系統(tǒng)。系統(tǒng)由TI公司DSP TMS320F28035芯片實現(xiàn)全數(shù)字化主/從控制，直流變換模塊通過對多組串聯(lián)的太陽電池陣列進行高效最大功率點循環(huán)跟蹤，使系統(tǒng)輸出功率保持最大化；無須經(jīng)過交流變壓器，逆變模塊直接輸出50Hz

3、、220VAC電壓，提高了能源轉(zhuǎn)換效率；各模塊通信基于RS485總線，使系統(tǒng)更具可拓性，能源管理靈活性大大加強。在Matlab/Simulink環(huán)境下利用S函數(shù)搭建了基于太陽電池等效數(shù)學模型的仿真模型，并且參考實際太陽電池組件得出了接近于工程實際的仿真輸出特性曲線，檢驗了該太陽電池仿真模型的準確性。通過對常用的MPPT算法進行深入研判，提出了綜合恒壓法和基于最優(yōu)梯度的電導增量法，作為本課題的高效MPPT算法。通過深入分析Boost升壓斬

4、波電路的電感元件與該電路工作模式之間的關系推導出相關參數(shù)的計算方法；同樣也分析給出逆變模塊主要元器件參數(shù)，設計了合適的LC濾波電路，提供了硬件電路主要器件(如IGBT、IPM等)選取的參考要點。根據(jù)電路分析結果設計了光伏發(fā)電控制系統(tǒng)的硬件電路，包括以Boost升壓電路為支架的直流變換模塊、基于IPM的逆變模塊和由UC3909實現(xiàn)的蓄電池智能充放電電路等。在逆變控制方面基于雙閉環(huán)控制策略，通過消除不靈敏區(qū)法來優(yōu)化PI調(diào)節(jié)。介紹了SPWM波