文档介绍：硕士学位论文
三相并网光伏发电系统的研究
RESEARCH ON THREE-PHASE
GRID-CONNECTED PHOTOVOLTAIC SYSTEM
黎威
哈尔滨工业大学
2011 年 6 月
国内图书分类号:TM615 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开
工学硕士学位论文
三相并网光伏发电系统的研究
硕士研究生:黎威
导师:张东来教授
申请学位:工学硕士
学科:电气工程
所在单位:深圳研究生院
答辩日期:2011 年 6 月
授予学位单位:哈尔滨工业大学
Classified Index: TM615
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Dissertation for the Master Degree in Engineering
RESEARCH ON THREE-PHASE
GRID-CONNECTED PHOTOVOLTAIC SYSTEM
Candidate: Li Wei
Supervisor: Prof. Zhang Donglai
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Electrical Engineering
Affiliation: Shenzhen Graduate School
Date of Defence: June, 2011
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
光伏发电系统的研究已经成为社会关注的焦点,研究的目的是为了追求高
效率的光伏发电系统,而光伏发电系统的效率受到很多方面因素的影响。
太阳能电池输出的电压电流是非线性关系的,随着光照强度和环境温度的
改变而改变。为了使光伏阵列输出最大功率,需要通过 MPPT 控制算法实现其
对最大功率点的跟踪。本文在传统的扰动观测法基础上,采用恒压启动的 dP-
P&O 算法,仿真并验证步长对跟踪速度和稳态精度的影响,最终确定采用恒
压启动的变步长的 dP-P&O 算法,仿真验证该算法能够实现对最大功率点的快
速跟踪,同时避免了在最大功率点附近的振荡,提高了光伏阵列的输出效率。
并网电流谐波畸变率和功率因数是光伏系统两个重要性能指标。为避免开
关频率给电网带来的谐波污染,通常在逆变器输出端加入滤波环节,对比分析
L滤波器、LCL滤波器及带阻尼电阻的LCL滤波器滤波性能及对系统的影响,
本文选择优化设计带阻尼电阻的LCL滤波器,并仿真分析其滤波性能和对系统
的稳定性的影响。计算并分析了逆变器的动态数学模型,给出逆变器的平均信
号模型。针对电网电压的不对称性情况,为保证输出量与电网电压的同频同
相,实现单位因数控制,需通过锁相准确掌握电网电压的相位信息,本文通过
PI控制对旋转dq坐标系下ud/uq进行控制,使其接近给定参考 0 来实现锁相,并
在电网电压不对称情况下,对该锁相环跟踪电网电压的相位和频率的准确性进
行了仿真分析;在逆变器数学模型基础上,通过对dq轴电流进行控制来实现有
功与无功的解耦控制,根据零极点配置原则,优化电压外环和电流内环的PI参
数,使系统的动态响应较快的同时,稳态误差得到了减小。
本文对光伏系统的稳定性进行了分析,仿真验证在电网电压存在扰动的条
件下光伏系统稳定性判据的正确性。仿真分析不同的光强变化率对光伏系统产
生的影响,包括光伏阵列的输出特性及并网电流变化情况。
关键词:dP-P&O 算法;LCL 滤波器;锁相环;PI 参数优化;稳定性判据
I
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
Research on the photovoltaic(PV) system has already e the focus of the
social concerns, the goal is to pursue the high efficiency of the PV system, and the
PV system’s efficiency is affected by many factors.
The