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随着工业技术的迅猛发展,能源问题越来越受到人们的重视。如何开发利用可再生资源以解决当前的能源危机成为一个热门话题。人们普遍认为在目前可知的、并且已经得到比较广泛利用的可再生能源中,技术含量最高、最有发展前途的是太阳能。太阳能利用的主流方向是光伏并网发电。在光伏并网发电系统中,并网逆变器为核心。因此,本文主要研究适用于光伏并网发电系统的逆变器。
论文首先描述了光伏电池的工作特性,研究了常见光伏阵列模型。在此基础上,在MATLAB仿真环境下,开发了光伏阵列通用仿真模型,分析了光伏阵列最大功率点的跟踪控制方法,最终采用干扰观测法实现了光伏阵列的最大功率点跟踪。
论文详细分析了DC/DC变换电路、DC/AC逆变电路的工作原理和工作特性。光伏并网发电系统中主电路参数的选择对于系统能否正常工作、系统输出电流波形质量的好坏有着重要的作用。使用MATLAB中的POWER SYSTEM BLOCKSETS工具软件建立了DC/DC变换电路、DC/AC逆变电路的动态模型,并进行了在开环和闭环两种情况下的仿真。
由DC/DC变换电路、DC/AC逆变电路两个部分通过DClink连接组成光伏并网逆变器。通过对DC/DC变换电路的占空比调制实现了光伏阵列输出电压的控制,使光伏阵列运行在最大功率点。通过对DC/AC逆变电路的双环控制,以取得与电网电压同步的正弦电流输出和直流母线侧电压的稳定,其中电流内环采用滞环电流跟踪控制,电压外环采用PI控制。最后,实验说明了仿真结果的正确性。
论文在给出孤岛效应危害的基础上,分析了目前常用的被动式、主动式孤岛检测方法,并采用并网电流幅值扰动法实现反孤岛效应。