单相光伏并网系统毕业答辩

本科毕业设计（论文）答辩

单相光伏并网系统设计姓名：学号：指导教师：专业年级：2本科毕业设计（论文）绪论主电路结构及系统拓扑的选择及分析逆变控制电路的设计单相光伏并网系统仿真

结论最大功率跟踪（MPPT）技术31绪论研究的背景与目的

随着全球能源大量消耗，而社会对于能源的需求越来越多。所以急需找到一些新能源来缓解能源压力。

太阳能是一种用之不竭的可再生能源，初始能源成本极低；既不产生环境有害气体，又不释放放射性物质的清洁能源。光伏的利用已经成为世界各国争相发展的项目。4研究现状

（1）研究如何优化光伏阵列布置,光伏模块串并联模式择优,光伏主电路参数设计,功率模块选型系统成本控制等。（2）研究光伏并网系统主电路拓扑新结构（3）研究控制策略，主要是MPPT和并网控制

单相光伏并网系统研究主要集中以下几个方面：

5毕业论文任务概况1、分析光伏电池的工作机理及输出特性，并建立光伏电池的MATLAB仿真模型；2、分析单相光伏并网发电系统的工作原理，探讨光伏阵列的MPPT和并网控制算法；3、搭建光伏并网系统的仿真模型，研究MPPT和并网控制算法；4、完成小功率光伏并网发电系统主电控制电路的设计及控制程序的设计。6

2主电路结构及系统拓扑的选择及分析

本次毕业设计的主电路，选择的是无变压器方式。工频变压器绝缘方式采用PWM逆变器产生工频交流，工频变压器进行绝缘和电压变换。采用工频，故变压器比较笨重。高频变压器绝缘方式虽小而且重量轻，但是线路及控制方式复杂。无变压器方式小巧，重量轻，成本低，可靠性高。7本次毕业设计前级主电路，选用的是Boost升压电路。前级DC/DC电路(a)So关闭，VD正向导通，Upv与L一起向C充电，同时给负载Z提供支持，二极管等值电阻RD，故我们可以认为L上的电流满足以下的公式：8（b）So导通，VD阳极的电位是0，阴极的电位为DC的电压，所以VD相反：电容C给负荷供电，电流Idc为负值；电压源Upv对L进行充电，它的充电的电流代表式：9

S0开开时间Ton内L电流上升量会与关闭时间Toff期间的L电流下降值相等，所以由前面可知：10由此可知Udc的代表式，知道了Boost升压电路的幅值有：11后级DC/AC主电路

本次毕业设计，逆变级选用的是单相全桥逆变电路。后级逆变电路选取的是单相全桥逆变电路，从电力电子技术教材可以得知，能够适应较宽的电压范围。123光伏电池最大功率跟踪（MPPT）技术主要是对DC/DC级的控制，主要是两个作用，升压，并让升压后的电压稳定。

光伏电池分析

光伏阵列输出的Pm是一个随时改变的量，当外界的条件变化不定的情况下，它的输出P也在不断改动。13光伏电池内部的串联电阻及并联电阻忽略Ios可以看成反向饱和电流，q为电子电荷，K为波耳兹曼常数，T为太阳能的绝对温度，Ki=0.0017为短路电流温度系数，为太阳辐射度，Ig为光生电流，EGO为硅电导能，B=A=1.92为理想的因数，K为参考温度，Ior为参考温度下的饱和大幅度电流，Rsh为并联电阻，Rs为串联电阻。14扰动观察法先给出一个干扰

u，通过比较得出阵列输出功率改动，也可以比较干扰开始的P值，如果P得到提升，即所需方向；如果P降低，干扰方向不对，反方向进行调节。15164逆变控制电路的设计

输出采用电压控制，电压源与电压源并联运行的系统，必须采用锁相控制技术，在稳定运行的基础上，通过调整逆变器输出电压的大小及相移。锁相回路的响应较慢、逆变器输出电压值不易精确控制、可能出现环流等问题，不易获得优异性能。若逆变器的输出采用电流控制，控制逆变器的输出电流以跟踪市电电压，即可达到并联运行的目的。逆变器并网控制方式输入为电流源，直流侧需串联一大电感提供较稳定的直流电流输入，大电感会导致系统动态响应差，并网逆变器均多采用以电压源输入。17滤波器设计(a)电流纹波系数：滤波L值与纹波电流大小有明显的对应关系。由电感伏安特性：

UL(t)为L两端电压，我们可以得出输出电压处于峰值周围，故有Uo=Umax，L电流纹波达到最大值。设开关管的开关周期为T，占空比为D。18逆变器输出电压矢量关系代入得

可以算出滤波电感的取值范围。考虑成本，体积原因，考虑电感最小值，稍微比最小值略大。195单相光伏并网系统仿真光伏电池的仿真模型20采用扰动观察法的MPPT模型21带MPPT的DC/DC级仿真模型系统参数如下：R4为0.000001欧姆；RL3的参数，R为0.001欧姆，电感为10-6F。RC参数，电阻为0.00001欧姆；RC2参数，电阻为0.001欧姆，电容为0.0004F；R1为20欧姆。22经过MPPT后光伏电池输出电流波形

经过MPPT后光伏电池输出电压波形

23经过MPPT后的光伏电池输出功率波形DC/AC级仿真模型2425系统重要参数：L=9*10-3H，C=5*10-6F，R1为20欧姆，R2为60欧姆。PI参数，KP=0，Ki=1/9.9*10-3，KD=0。并网前后的电压电流波形对比266结论经过本次毕业设计，通过对前级DC/DC主电路以及控制电路大概分析，选用的Boost升压电路和扰