适应小容量的分布式光伏并网发电逆变器研究

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近年来,国内光伏产业获得了飞速发展,但是由于欧洲与美国双反的影响,光伏产业也遭遇到了巨大的危机和挑战。一种相对而言较为新型的光伏发电应用方式,即分布式光伏并网发电,将逐渐的被应用到国内的光伏发电项目中去。将分布式光伏发电系统与电力系统中电网相连接的并网逆变器是保证整个发电系统稳定运行的关键因素。因而,对逆变器展开研究与进行设计具有重要的现实意义。本文以小容量的三相光伏并网逆变器作为研究对象。  针对分布式光伏电源的逆变并网控制。首先,对分布式光伏并网发电系统运用的背景和趋向进行了全面而深入的阐述与分析,探讨和比较了其各个部分的研究现状。紧接着给出了光伏阵列的理论与工程数学模型,根据其数学模型搭建太阳能电池的理论与工程MATLAB仿真模型,借助该仿真模型,分别分析了太阳能电池各种输出特性曲线,然后对比分析了理论与工程MATLAB仿真模型输出特性曲线,结果表明工程建模的实用性;并研究了基于Boost电路的三阶段可变步长最大功率点跟踪(Maximum Power PointTracking,简称MPPT)算法,仿真结果证明该方法具有独特的优点。  其次,在介绍了坐标变换理论的基础上,建立了三相并网逆变器数学模型,即低频、高频数学模型,根据其数学模型,深入的分析和研究了其控制原理,确立了基于电网电压定向的矢量控制策略,然后介绍电流环的设计,同时还对空间矢量脉宽调制技术(SpaceVector Pulse Width Modulation,简称SVPWM)进行了详细介绍。接下来,在上述控制策略的基础上,设计了三相并网逆变器的硬件电路以及软件控制系统。  最后,在MATLAB环境下,搭建了三相并网逆变器仿真模型,借助该仿真模型,进行了相关的仿真实验与分析。仿真结果表明了所用控制策略的正确性。与此同时,还搭建了一台基于DSP控制的2kW三相并网逆变器,并进行了相关的实验。根据实验结果进行分析,可知所用控制策略的正确性以及软件程序设计、硬件电路设计的有效性。
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