直流母线式光伏发电系统控制策略研究

21世纪,能源危机和环境问题日益突出,各国纷纷开发以太阳能为代表的可再生能源来解决这个问题。光伏发电是利用太阳能资源的重要形式,直流母线式光伏发电系统是一种新颖的光伏发电模式,它不但可以组成直流母线式独立光伏发电系统解决偏远地区用电问题;还可以通过并网接口与电网连接,组成直流母线式并网发电系统,为光伏建筑一体化提供重要的组网模式。直流母线式光伏发电系统的控制策略直接关系到系统的稳定性和利用太阳能的效率,因此,本文对其控制策略进行了深入的研究。 本文在查阅大量国内外相关文献基础上,对光伏电池的输出特性进行了深入研究,并建立了实用的工程数学模型;采用扰动观测法对光伏电池进行最大功率点跟踪(Maximum Power point Tracking),并对其输出电流、输出电压和输出功率的全天侯变化规律进行了深入研究;介绍了铅酸蓄电池、双向变换器的工作原理,对其在系统中所起的作用进行了分析。 在深入研究直流母线式独立光伏发电系统主电路结构的基础上,提出了相应的控制原则和控制策略,并进行了系统仿真研究,验证所提控制策略的可行性和合理性。对系统存在的问题进行了分析,并提出了初步的解决方案。 本文针对直流母线式独立光伏发电系统存在的不足,分析了直流母线式并网光伏发电系统的系统结构。在此基础上,提出了一种相应的控制策略,并进行了相应的仿真研究,验证所提控制策略的可行性和合理性。 搭建1 kW直流母线是光伏发电系统的数字实验平台,进行MPPT实验、直流母线式独立光伏发电系统实验、并网试验,验证理论分析的正确性。