光伏并网发电逆变系统的研究

目前,随着世界能源危机日益加深,世界各国都在迅速发展各种新能源技术,例如太阳能、风能、海洋能、生物能等可再生能源,太阳能作为一种巨量的可再生能源,具有地域分布广阔、资源丰富、清洁无污染等特点,成为解决电能匮乏的重要途径。太阳能光伏并网发电是太阳能利用的主要形式,具有广阔的发展前景。 本文以光伏并网逆变技术为研究对象,在深入分析太阳能光伏电池工作原理的基础上,建立了基于外部输出特性的简单光伏电池等效电路模型,然后通过对常见的几种最大功率点跟踪控制方法工作原理及优缺点进行分析,选择了扰动观测法作为本文光伏并网发电系统的跟踪控制方法,并对现存扰动观测法进行了改进,提出了基于逆变器输出电流控制的改进型扰动观测法,最后对现有的几种不同的并网逆变器拓扑结构进行了深入研究,分析了它们的优缺点,在充分考虑逆变器使用寿命、成本和效率三方面因素的基础上,提出了一种基于导抗变换器的电流型并网逆变器拓扑结构,详细分析了其电路的工作原理,并推导出各部分电流输出特性。 在此基础上提出一种基于导抗器和裂相控制的三相电流型并网逆变器拓扑结构,该系统只需要一个导抗变换器,将输入直流电压通过导抗变换器变换为高频正弦电流,然后通过周波变换器的裂相控制得到三相交流电流源并入电网。该系统与传统的电流型并网逆变器相比,省去了直流侧电抗器,有利于减小系统的体积,降低系统的成本；与传统三相电流型并网逆变器相比,它只需要一个导抗变换器,并且具有系统冗余性好,抗电网波动能力强等优点。最后,通过Matlab软件仿真和在河南师范大学光伏重点实验室做实地实验,结果都验证了本系统的可行性及有效性。