单相光伏并网逆变器并网控制方法的研究(附件)【字数：9307】
摘 要随着世界上传统能源越来越少，促使人类对新能源进行开发和利用，这时候，太阳能因为其可持续发展的特点受到了人类的重视。光伏并网发电技术能有效，大量的生产清洁能源,太阳能的高效使用对人类而言具有深远的意义。在过去的很短的时间里，光伏并网发电技术有了很大的进步，产量大大增加。经过人们的努力，光伏并网电站的安装量达到了惊人的数千兆瓦。而光伏并网系统的关键就是逆变器。本文介绍了光伏逆变器的工作原理和控制策略，分析了常用逆变器的控制方式，深入研究电流滞环跟踪策略。在两态滞环电流控制和三态滞环电流控制的基础上提出了一种基于固定频率的改进型滞环控制策略。最后，搭建MATLAB仿真模型，分析仿真结果，对其进行详细说明，通过仿真结果，用事实证明文中提出的控制策略是有效的。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外光伏并网发电技术的现状 1
1.3本文的结构及主要内容 2
第二章 光伏逆变器工作原理与控制策略 3
2.1光伏逆变器的拓扑结构 3
2.2逆变器控制策略的研究 5
2.3PWM 控制技术 6
2.4本章小结 8
第三章 基于滞环控制的双闭环逆变器 9
3.1滞环控制的建模与设计 9
3.2两态滞环与三态滞环电流控制[9] 12
3.3一种基于固定频率的改进型滞环控制策略 14
3.4本章小结 16
第四章 参数设计 17
4.1 LC 滤波器设计原理 17
4.2本章小结 18
第五章 仿真 18
5.1MATLAB软件介绍 18
5.2基于两态滞环控制的双闭环模型 19
5.3基于三态滞环控制的双闭环模型 21
5.4 固定频率滞环控制 23
5.5本章小结 26
结束语= 27
致 谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
1.1研究背景
随着传统能源的日益消耗，全球的能源有着很大的危机，同时，化石燃料的大量使用对地球 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
有着严重的危害。随着时间的不断变化，当人们进入21世纪以后，能源问题成为一个重要的话题，且能源供应日益紧张，特别是最近几年，越来越多的地方出现了频繁的“电荒”现象，所以节约用电在人们的日常生活中显得尤其重要，应该做到节约用电人人有责。电能的广泛应用代表了科学技术的进步与发展，大量使用电能的同时难免会面对浪费能源的问题。为有效解决能源问题，改善生存环境，必须从可再生的绿色能源中着手。全世界都在研究利用太阳能能源，因为太阳能是无污染、可再生的绿色能源。其中,各国着力于研究光伏并网发电技术。
1.2国内外光伏并网发电技术的现状
目前，有以下几种光伏并网的控制策略：第一种是横流调节，它有明显缺点：对交流电源的电能质量有明显影响；第二种是比例电流调整，它的缺点是：如果系数不合适，可能会出现过大或过小的电流调节，这个系数很难控制；第三种是电压变化趋势调整，电流调节值在三种调节方法中都起重要作用。
在中国的光伏并网发电技术起步较晚，与国外相比还存在技术水平的差[1]。目前，我国已成为世界最大的太阳能电池和光伏组件生产国，年产量已达到100万千瓦。但我国光伏市场发展依然缓慢，截至2007年底，光伏系统累计安装100MWP，约占世界累计安装量的1％，产业和市场之间发展极不平衡[2]。不少国家意识到太阳能这种清洁能源的开发和利用，尤其是一些发达国家，对太阳能发电尤为重视，不仅在太阳能技术政策提供强有力的支持，而且还通过有关法律的发展，以规范太阳能产业的安全标准。在上个世纪八十年代起，很多世界经济强国便对光伏并网发电开始研讨。
欧洲最早打开光伏逆变器的市场，所以欧洲的光伏逆变技术最先进，已具备了完善的光伏产业链和占据了庞大的市场。其中在欧市场占据超过一半，全球市场占有超过1/3的SMA是规模最大的光伏逆变器生产企业,其地理位置位于欧洲，并且是作为生产光伏逆变器历史最悠久的企业，其不断创新的技术是它能不断成长的不二法门。
当前，光伏并网逆变器技术研究较为成熟如欧美日等国，个别研究成果已达到产物化，且机能较好。
1.3本文的结构及主要内容
随着我国对新能源发电的日益增长，人们对其发电的可靠性很担心。于是光伏并网发电技术需要更多学生进一步钻研。国内外已经开始大量研究，综合各种方法技术、不同的工具，但实际应用方面还没有那么理想，有些问题还需努力去攻破克服。综上，本次毕业设计以单相光伏并网逆变器为研究目标，深入研究电流滞环跟踪控制策略，这对光伏并网发电系统具有较重要的理论价值和工程应用价值。
第一章：绪论，介绍了光伏并网发电技术的研究背景和意义，简要介绍了国内外研究现状。
第二章：介绍了光伏逆变器的工作原理与控制策略，对于PWM控制技术进行了详细分析。
第三章：建立了本文所要研究的滞环控制系统的数学模型。根据工作状态的不同，分别分析两态控制与三态控制。提出了一种基于固定频率的改进型滞环控制策略。
第四章：主要阐述了输出滤波器的设计原理，电压电流调节器参数的设计方法。
第五章：用MATLAB 进行仿真验证，验证之前提出的控制方法。
第六章：总结全文，分析不足，提出展望。
第二章 光伏逆变器工作原理与控制策略
2.1光伏逆变器的拓扑结构
并网逆变器的分类方法很多，按照直流侧输入电源性质不同来分，可以分为电流型和电压型[8]如图（21）(22)所示。电压型直流侧是电压源，或者并联了大电容，直流回路是低阻抗；电流型将大电感串流在直流侧，和电流源相当，直流回路是低阻抗；相对于前者，它的动态系统响应比较不好[9]。依据市电与逆变器并联的输出方式可以分为电流以及电压控制逆变器。电流控制逆变器只要控制电网电压和逆变器的输出电流同频同相，就能实现并网运行，控制方法简单。所以，光伏并网逆变器产品大多采用这种控制方式。
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图21 电流型光伏逆变系统
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外光伏并网发电技术的现状 1
1.3本文的结构及主要内容 2
第二章 光伏逆变器工作原理与控制策略 3
2.1光伏逆变器的拓扑结构 3
2.2逆变器控制策略的研究 5
2.3PWM 控制技术 6
2.4本章小结 8
第三章 基于滞环控制的双闭环逆变器 9
3.1滞环控制的建模与设计 9
3.2两态滞环与三态滞环电流控制[9] 12
3.3一种基于固定频率的改进型滞环控制策略 14
3.4本章小结 16
第四章 参数设计 17
4.1 LC 滤波器设计原理 17
4.2本章小结 18
第五章 仿真 18
5.1MATLAB软件介绍 18
5.2基于两态滞环控制的双闭环模型 19
5.3基于三态滞环控制的双闭环模型 21
5.4 固定频率滞环控制 23
5.5本章小结 26
结束语= 27
致 谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
1.1研究背景
随着传统能源的日益消耗，全球的能源有着很大的危机，同时，化石燃料的大量使用对地球 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
有着严重的危害。随着时间的不断变化，当人们进入21世纪以后，能源问题成为一个重要的话题，且能源供应日益紧张，特别是最近几年，越来越多的地方出现了频繁的“电荒”现象，所以节约用电在人们的日常生活中显得尤其重要，应该做到节约用电人人有责。电能的广泛应用代表了科学技术的进步与发展，大量使用电能的同时难免会面对浪费能源的问题。为有效解决能源问题，改善生存环境，必须从可再生的绿色能源中着手。全世界都在研究利用太阳能能源，因为太阳能是无污染、可再生的绿色能源。其中,各国着力于研究光伏并网发电技术。
1.2国内外光伏并网发电技术的现状
目前，有以下几种光伏并网的控制策略：第一种是横流调节，它有明显缺点：对交流电源的电能质量有明显影响；第二种是比例电流调整，它的缺点是：如果系数不合适，可能会出现过大或过小的电流调节，这个系数很难控制；第三种是电压变化趋势调整，电流调节值在三种调节方法中都起重要作用。
在中国的光伏并网发电技术起步较晚，与国外相比还存在技术水平的差[1]。目前，我国已成为世界最大的太阳能电池和光伏组件生产国，年产量已达到100万千瓦。但我国光伏市场发展依然缓慢，截至2007年底，光伏系统累计安装100MWP，约占世界累计安装量的1％，产业和市场之间发展极不平衡[2]。不少国家意识到太阳能这种清洁能源的开发和利用，尤其是一些发达国家，对太阳能发电尤为重视，不仅在太阳能技术政策提供强有力的支持，而且还通过有关法律的发展，以规范太阳能产业的安全标准。在上个世纪八十年代起，很多世界经济强国便对光伏并网发电开始研讨。
欧洲最早打开光伏逆变器的市场，所以欧洲的光伏逆变技术最先进，已具备了完善的光伏产业链和占据了庞大的市场。其中在欧市场占据超过一半，全球市场占有超过1/3的SMA是规模最大的光伏逆变器生产企业,其地理位置位于欧洲，并且是作为生产光伏逆变器历史最悠久的企业，其不断创新的技术是它能不断成长的不二法门。
当前，光伏并网逆变器技术研究较为成熟如欧美日等国，个别研究成果已达到产物化，且机能较好。
1.3本文的结构及主要内容
随着我国对新能源发电的日益增长，人们对其发电的可靠性很担心。于是光伏并网发电技术需要更多学生进一步钻研。国内外已经开始大量研究，综合各种方法技术、不同的工具，但实际应用方面还没有那么理想，有些问题还需努力去攻破克服。综上，本次毕业设计以单相光伏并网逆变器为研究目标，深入研究电流滞环跟踪控制策略，这对光伏并网发电系统具有较重要的理论价值和工程应用价值。
第一章：绪论，介绍了光伏并网发电技术的研究背景和意义，简要介绍了国内外研究现状。
第二章：介绍了光伏逆变器的工作原理与控制策略，对于PWM控制技术进行了详细分析。
第三章：建立了本文所要研究的滞环控制系统的数学模型。根据工作状态的不同，分别分析两态控制与三态控制。提出了一种基于固定频率的改进型滞环控制策略。
第四章：主要阐述了输出滤波器的设计原理，电压电流调节器参数的设计方法。
第五章：用MATLAB 进行仿真验证，验证之前提出的控制方法。
第六章：总结全文，分析不足，提出展望。
第二章 光伏逆变器工作原理与控制策略
2.1光伏逆变器的拓扑结构
并网逆变器的分类方法很多，按照直流侧输入电源性质不同来分，可以分为电流型和电压型[8]如图（21）(22)所示。电压型直流侧是电压源，或者并联了大电容，直流回路是低阻抗；电流型将大电感串流在直流侧，和电流源相当，直流回路是低阻抗；相对于前者，它的动态系统响应比较不好[9]。依据市电与逆变器并联的输出方式可以分为电流以及电压控制逆变器。电流控制逆变器只要控制电网电压和逆变器的输出电流同频同相，就能实现并网运行，控制方法简单。所以，光伏并网逆变器产品大多采用这种控制方式。
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图21 电流型光伏逆变系统
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