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户用光伏并网系统的研究

任海兵  
【摘要】: 太阳能的利用越来越受到人们的重视,光伏发电作为太阳能利用的主要形式,具有广阔的发展前景,而光伏发电系统并入电网是太阳能利用的必然之路。 本文针对户用光伏并网系统提出了适合其特点的主电路拓扑结构,该电路结构无须采用工频或是高频变压器,具有体积小,成本低,控制方案易实现的优点。 从理论上证明了光伏电池阵列的后级DC/DC升压电路中,可以通过占空比的调节,改变其与光伏阵列输出功率的匹配,从而跟踪光伏电池最大输出功率。给出了在外界环境快速变化时能准确跟踪光伏电池最大输出功率的电导增量算法。 建立了逆变输出级控制模型,采用了电流型并网控制方案,并用MATLAB的SimPowerSystems工具进行了仿真。对单电流环控制方式存在的原理性误差,提出了基于多变量双环控制的改进方案,进行了仿真,仿真结果验证了该方案的可行性及有效性。对电网电压作为并网系统的扰动量采用了前馈补偿。 用灵活的软件算法实现了同步锁相环,保证了逆变器输出电流与电网电压同频同相。 分析了光伏并网系统的孤岛现象,列举了常用的检测方法,提出了简单易行的并网电流扰动法来快速检测孤岛的产生,并进行了仿真实验。


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