3kW光伏并网逆变器最大功率点跟踪控制的研究

光伏发电是集开发可再生能源、改善生态环境于一体的重大课题,有巨大的经济、社会效益和学术研究价值。 本文首先介绍了3kW光伏并网逆变器系统的组成和结构。3kW光伏并网逆变器采用两级式结构,主电路由前级Boost变换器和后级的单相逆变桥组成。控制部分以DSP(DSP56F803)为核心,实现了光伏阵列最大功率点的跟踪控制,以及产生与电网压同频同相的正弦电流,实现并网的功能。本文重点对逆变器系统的最大功率点跟踪(MPPT)控制进行研究。 针对基于外特性建立的光伏阵列模型虽然简单、参数易解,但精度低的问题,本文建立了基于物理特性的光伏阵列模型,并考虑光照强度、环境温度对光伏阵列的影响,模型参数与实际参数严格对应。将几种最大功率点跟踪算法应用于所建立的光伏阵列模型使用MATLAB进行仿真,分析仿真结果,比较各种算法的优缺点,总结出每种算法所适用的环境,并给出了最大功率点跟踪控制在并网逆变器系统的实现策略。 设计了适用于额定功率为100W的光伏阵列最大功率点跟踪的Boost电路,分别给出了利用PIC单片机16F873实现扰动观察法和增量电导法的程序流程图,实现了这两种算法控制下光伏阵列的最大功率点跟踪,并分析了两种算法的跟踪性能。