并网光伏发电系统模型及控制方法的研究

随着化石能源资源的日益枯竭以及化石燃料燃烧所带来的环境问题的加剧，人们正在寻找高效的可再生的清洁能源，太阳能具备以上优点，正成为人类能源转型的一个方向。本文在现有并网光伏发电系统模型基础上，重点研究光伏并网系统的控制方法，工作如下： 为提高光伏发电系统的整体功率传输效率，减少系统功率损耗，深入比较分析了目前光伏发电系统的最大功率点跟踪（MPPT）方法，结合特定的并网光伏发电系统结构，给出广义的光伏发电系统最大功率点跟踪概念。将阻抗法与恒电压跟踪法相结合，提出一种改进的恒电压跟踪（CVT）的最大功率电跟踪方法，该方法通过调节电压变化步长，实现最大功率跟踪。仿真结果表明改进的CVT方法不仅具有快速跟踪，而且稳定性好、输出曲线平滑与无振荡的优点。 以光伏发电系统升压环节作为研究对象，基于状态空间平均法，给出了小信号下的Boost型直流变换器模型及控制模型。在此基础上，通过改变直流变换器等控制结构，对比PD、PID与PI控制方式，仿真结果表明系统稳定性均得到增强的同时，PD和PID容易造成超调，PI调节器优化系统的性能占优。 给出了光伏发电系统包括滤波系统的逆变器数学模型及控制系统的数学模型，通过无差拍控制对逆变器进行控制，仿真表明，无差拍控制可以实现对逆变器的良好控制，LC滤波的滤波器性能良好。