户用型光伏网发电控制技术研究

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由于能源危机和环境污染的不断加剧,光伏并网发电已经成为各国为解决能源与环境矛盾的一个重要关键点。在光伏并网发电系统中,由于户用型光伏并网发电可以克服日照的分散性缺点;且在电网终端并网,所发出电能被负载就地消耗,减小了电能在传输过程中造成的损失。这样在灵活性和经济性上,都比光伏电站具有更大优势。因此,户用型并网发电技术已成为新能源领域国内外众多学者的研究热点。  本文主要对基于双级式户用型光伏并网发电控制技术进行分析和讨论。主要包括最大功率跟踪、并网控制以及光伏并网的有源滤波进行深入的理论分析。首先,对户用型光伏并网发电的拓扑结构进行介绍,在此基础上选择双级式非隔离并网逆变器作为本文的研究重点。对其主电路参数进行设计;对目前单相并网逆变器的调制方法进行讨论,给出有限单极性调制效率高,适合于光伏发电。其次,对光伏并网逆变器控制算法进行研究。由于采用双级式拓扑结构,所以控制算法可分为Boost和逆变桥两级。Boost电路主要控制策略为软充电和最大功率追踪控制;在逆变器电路中,对锁相环、电流内环控制、电压外环控制进行讨论。对于逆变器的并网启动的几个实际情况也进行讨论。再次,由于传统的并网发电技术仅仅有功输出,本文在此基础上对其进行改进。针对装置利用率不高这一缺点,提出了光伏并网逆变器只要在算法上稍加改动,即可实现有源滤波功能。最后,对光伏并网逆变器的软硬件关键技术进行研究。硬件部分主要对采样电路进行设计,软件部分主要对PID控制器的软件实现以及实际中存在的一些问题进行分析。在完成样机关键部分设计后,进行了实验分析。实验对在理论分析中的母线电压及其二次纹波进行了观察,此外对逆变器启动以及稳态并网也进行了实验。
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