光伏并网发电系统及其控制策略的研究

【摘要】： 随着能源的紧张和环境污染日益严重,开发和利用太阳能已受到越来越多的重视。通过光伏并网发电系统将太阳能转换为电能,并将电能输送到电网上,是太阳能利用的主要形式。 本文对光伏并网发电系统的控制策略进行了深入的研究。首先,分析了太阳能电池发电的基本原理,得出了太阳能电池的等效模型,通过分析太阳能电池的I-V特性,可以看出太阳能电池是一非线性电源,而且输出电能受环境温度和光照强度的影响,为了使太阳能电池能够最大效率地将太阳能转化为电能,需要对其进行最大功率点跟踪。通过分析和对比各种最大功率点跟踪方法的优缺点,采用了改进扰动观察法结合BOOST升压电路来对电池板进行最大功率点跟踪的方案。其次,分析对比并网电流的各种控制方式,确定采用滞环比较方式对并网电流进行控制,为了使并网电流稳定可靠地向电网送电,采用双闭环控制策略对并网逆变器进行控制,使逆变器输出电流能与电网电压同频同相,以单位功率因数向电网输电。最后,对光伏并网发电系统的孤岛效应进行了研究,介绍了各种孤岛检测方法,分析了基于正反馈的主动移频式孤岛检测方法(AFDPF)的参数优化方案,为AFDPF检测盲区的分析提供理论依据。 本文在MATLAB/Simulink仿真环境下,利用SimPowerSystems功能模块建立了仿真模型,对太阳能电池板的数学模型,最大功率点跟踪控制策略,并网控制策略进行验证仿真。仿真结果证明了本文的方案和控制策略的正确性。