單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)畢業(yè)答辯

本科畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯

單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：專業(yè)年級：2本科畢業(yè)設(shè)計（論文）緒論主電路結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)拓?fù)涞倪x擇及分析逆變控制電路的設(shè)計單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)仿真

結(jié)論最大功率跟蹤（MPPT）技術(shù)31緒論研究的背景與目的

隨著全球能源大量消耗，而社會對于能源的需求越來越多。所以急需找到一些新能源來緩解能源壓力。

太陽能是一種用之不竭的可再生能源，初始能源成本極低；既不產(chǎn)生環(huán)境有害氣體，又不釋放放射性物質(zhì)的清潔能源。光伏的利用已經(jīng)成為世界各國爭相發(fā)展的項目。4研究現(xiàn)狀

（1）研究如何優(yōu)化光伏陣列布置,光伏模塊串并聯(lián)模式擇優(yōu),光伏主電路參數(shù)設(shè)計,功率模塊選型系統(tǒng)成本控制等。（2）研究光伏并網(wǎng)系統(tǒng)主電路拓?fù)湫陆Y(jié)構(gòu)（3）研究控制策略，主要是MPPT和并網(wǎng)控制

單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)研究主要集中以下幾個方面：

5畢業(yè)論文任務(wù)概況1、分析光伏電池的工作機理及輸出特性，并建立光伏電池的MATLAB仿真模型；2、分析單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的工作原理，探討光伏陣列的MPPT和并網(wǎng)控制算法；3、搭建光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的仿真模型，研究MPPT和并網(wǎng)控制算法；4、完成小功率光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主電控制電路的設(shè)計及控制程序的設(shè)計。6

2主電路結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)拓?fù)涞倪x擇及分析

本次畢業(yè)設(shè)計的主電路，選擇的是無變壓器方式。工頻變壓器絕緣方式采用PWM逆變器產(chǎn)生工頻交流，工頻變壓器進行絕緣和電壓變換。采用工頻，故變壓器比較笨重。高頻變壓器絕緣方式雖小而且重量輕，但是線路及控制方式復(fù)雜。無變壓器方式小巧，重量輕，成本低，可靠性高。7本次畢業(yè)設(shè)計前級主電路，選用的是Boost升壓電路。前級DC/DC電路(a)So關(guān)閉，VD正向?qū)?，Upv與L一起向C充電，同時給負(fù)載Z提供支持，二極管等值電阻RD，故我們可以認(rèn)為L上的電流滿足以下的公式：8（b）So導(dǎo)通，VD陽極的電位是0，陰極的電位為DC的電壓，所以VD相反：電容C給負(fù)荷供電，電流Idc為負(fù)值；電壓源Upv對L進行充電，它的充電的電流代表式：9

S0開開時間Ton內(nèi)L電流上升量會與關(guān)閉時間Toff期間的L電流下降值相等，所以由前面可知：10由此可知Udc的代表式，知道了Boost升壓電路的幅值有：11后級DC/AC主電路

本次畢業(yè)設(shè)計，逆變級選用的是單相全橋逆變電路。后級逆變電路選取的是單相全橋逆變電路，從電力電子技術(shù)教材可以得知，能夠適應(yīng)較寬的電壓范圍。123光伏電池最大功率跟蹤（MPPT）技術(shù)主要是對DC/DC級的控制，主要是兩個作用，升壓，并讓升壓后的電壓穩(wěn)定。

光伏電池分析

光伏陣列輸出的Pm是一個隨時改變的量，當(dāng)外界的條件變化不定的情況下，它的輸出P也在不斷改動。13光伏電池內(nèi)部的串聯(lián)電阻及并聯(lián)電阻忽略Ios可以看成反向飽和電流，q為電子電荷，K為波耳茲曼常數(shù)，T為太陽能的絕對溫度，Ki=0.0017為短路電流溫度系數(shù)，為太陽輻射度，Ig為光生電流，EGO為硅電導(dǎo)能，B=A=1.92為理想的因數(shù)，K為參考溫度，Ior為參考溫度下的飽和大幅度電流，Rsh為并聯(lián)電阻，Rs為串聯(lián)電阻。14擾動觀察法先給出一個干擾

u，通過比較得出陣列輸出功率改動，也可以比較干擾開始的P值，如果P得到提升，即所需方向；如果P降低，干擾方向不對，反方向進行調(diào)節(jié)。15164逆變控制電路的設(shè)計

輸出采用電壓控制，電壓源與電壓源并聯(lián)運行的系統(tǒng)，必須采用鎖相控制技術(shù)，在穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整逆變器輸出電壓的大小及相移。鎖相回路的響應(yīng)較慢、逆變器輸出電壓值不易精確控制、可能出現(xiàn)環(huán)流等問題，不易獲得優(yōu)異性能。若逆變器的輸出采用電流控制，控制逆變器的輸出電流以跟蹤市電電壓，即可達到并聯(lián)運行的目的。逆變器并網(wǎng)控制方式輸入為電流源，直流側(cè)需串聯(lián)一大電感提供較穩(wěn)定的直流電流輸入，大電感會導(dǎo)致系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)差，并網(wǎng)逆變器均多采用以電壓源輸入。17濾波器設(shè)計(a)電流紋波系數(shù)：濾波L值與紋波電流大小有明顯的對應(yīng)關(guān)系。由電感伏安特性：

UL(t)為L兩端電壓，我們可以得出輸出電壓處于峰值周圍，故有Uo=Umax，L電流紋波達到最大值。設(shè)開關(guān)管的開關(guān)周期為T，占空比為D。18逆變器輸出電壓矢量關(guān)系代入得

可以算出濾波電感的取值范圍?？紤]成本，體積原因，考慮電感最小值，稍微比最小值略大。195單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)仿真光伏電池的仿真模型20采用擾動觀察法的MPPT模型21帶MPPT的DC/DC級仿真模型系統(tǒng)參數(shù)如下：R4為0.000001歐姆；RL3的參數(shù)，R為0.001歐姆，電感為10-6F。RC參數(shù)，電阻為0.00001歐姆；RC2參數(shù)，電阻為0.001歐姆，電容為0.0004F；R1為20歐姆。22經(jīng)過MPPT后光伏電池輸出電流波形

經(jīng)過MPPT后光伏電池輸出電壓波形

23經(jīng)過MPPT后的光伏電池輸出功率波形DC/AC級仿真模型2425系統(tǒng)重要參數(shù)：L=9*10-3H，C=5*10-6F，R1為20歐姆，R2為60歐姆。PI參數(shù)，KP=0，Ki=1/9.9*10-3，KD=0。并網(wǎng)前后的電壓電流波形對比266結(jié)論經(jīng)過本次畢業(yè)設(shè)計，通過對前級DC/DC主電路以及控制電路大概分析，選用的Boost升壓電路和擾