光伏并网发电系统控制策略的研究

【摘要】：太阳能具有清洁、无污染、安全可靠、建设周期短以及取之不尽、用之不竭等优点,因此,光伏发电产业引起了国内外科技界和企业界的极大关注。 本文在讨论了光伏发电的国内外研究现状、系统组成以及发电原理的基础上,重点对光伏发电系统最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)技术以及并网发电过程中的逆变器控制策略进行了研究。在讨论了传统方案的基础上,对上述两部分的控制策略进行了改进。主要研究内容如下： (1)针对光伏发电输出的最大功率受外界环境的影响,而当外界环境突变时传统的MPPT算法(如扰动观测法、增量电导法)存在跟踪速度慢、抗扰动能力以及跟踪精度差等问题,本文采用了传统滑模变结构控制算法的方案。在深入讨论了传统滑模变结构控制算法不足的基础上,提出了终端滑模控制算法,从而实现了状态变量的有限时间收敛,提高了最大功率的跟踪精度。 (2)为了确保并网逆变器的输出电流波形『F弦并满足单位功率因数的要求,需要采用高性能的控制策略。考虑到传统的电流内环、电压外环的双闭环控制策略中因电流环PI参数对跟踪电流的频率不敏感,导致电流的跟踪偏差过大,本文提出了一种基于PR控制器的控制策略。这种控制策略很好地解决了逆变器输出『F弦电流的快速准确跟踪问题,并且勿需坐标变换,具有谐波补偿容易、计算简单等优点。 【关键词】：光伏并网 MPPT 终端滑模 并网逆变器 PR调节器
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 目录4-6
• CONTENTS6-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 论文的研究背景11
• 1.2 光伏并网发电系统的发展现状11-14
• 1.2.1 光伏发电系统的利用现状11-13
• 1.2.2 光伏发电系统控制策略的研究现状13-14
• 1.3 光伏并网发电系统的结构14-18
• 1.3.1 不同光伏阵列分布下系统的结构14-16
• 1.3.2 不同光伏并网逆变器下系统的结构16-18
• 1.4 论文研究的主要内容及其结构安排18-19
• 1.4.1 论文研究的内容18
• 1.4.2 论文的结构安排18-19
• 1.5 本章小结19-20
• 第二章 光伏并网发电系统的系统组成20-23
• 2.1 光伏并网发电系统的组成20-22
• 2.2 本章小结22-23
• 第三章 光伏发电及其最大功率点跟踪控制策略的研究23-42
• 3.1 光伏电池发电部分的组成23
• 3.2 光伏电池23-27
• 3.2.1 光伏电池的工作原理24
• 3.2.2 光伏电池的数学模型24-26
• 3.2.3 光伏电池的输出特性26-27
• 3.3 Boost变换器的数学模型27-28
• 3.4 MPPT算法28-40
• 3.4.1 传统的MPPT算法28-30
• 3.4.2 一种基于终端滑模的新型MPPT算法30-40
• 3.5 本章小结40-42
• 第四章 光伏并网逆变器的控制策略研究42-68
• 4.1 光伏发电并网部分电路组成42
• 4.2 滤波电路42-47
• 4.3 锁相环47-49
• 4.4 并网逆变器的控制策略49-67
• 4.4.1 传统并网逆变器控制策略50-59
• 4.4.2 基于比例谐振调节器的并网逆变器控制实现59-67
• 4.5 本章小结67-68
• 第五章 总结与展望68-70
• 5.1 论文总结68-69
• 5.2 论文展望69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-75
• 学位论文评阅及答辩情况表75

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