光伏发电系统并网运行的控制策略与仿真分析.pdf

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1、2015年第6期工业仪表与自动化装置·41·光伏发电系统并网运行的控制策略与仿真分析吴硕，赵继忠(辽宁装备制造职业技术学院，沈阳110161)摘要：分析了光伏发电并网系统的结构，建立了光伏电池简化模型，采用降压升压装置和扰动占空比算法跟踪分布式电源的最大功率，对逆变器采用电流电压双环结构的控制策略。搭建了并网运行的系统仿真模型。仿真结果表明：并网逆变器输出的电流和大电网电流同频同相，动态响应快，能够较好地反映三相光伏并网系统运行的特性，具有一定理论价值。关键词：光伏发电；最大功率跟踪；控制策略；算法仿真中图分类号：TM76文献标志码：A文章编号：1000—0682(2015)06—0041

2、—04AnalysisofcontrolstrategyandsimulationofgridconnectedoperationofphotovoltaicsystemWUShuo，ZHAOJizhong(Liaoning~quipmentManufaetureCollegeofVocationalTechnology，Shenyang110161，China)Abstract：Thispaperanalyzesthestructureofphotovohaicdconnectedsystem，establishedthesimplifiedmodelofthephotovoltaicb

3、attery，adoptsbuckboostdeviceanddisturbancedutyratioalgo—rithmfortrackingmaximumpowerofdistributedpower．Theinverteradoptsdoubleloopstructureofcur—rentvohagecontrol，andbuiltthesimulationmodelofgridconnectedoperation．Simulationresultsshowthatthecurrentoutputofthegridconnectedinverterandgridcurrentwit

4、hthesamefrequencyandphase，fastresponsetime，itcanbetterreflectthecharacteristicsofthree—phasephotovohaicgridconnectedsystemoperation，andhasacertaintheoreticalvalue．Keywords：photovohaic；MPPT；controlstrategy；algorithmsimulation和光伏电池的数学模型，采用电压、电流双环结构控O引言制逆变器，通过直接扰动占空比跟踪光伏电池的最近年来，全球经济高速发展，电力需求越来越大。电力生产

5、所需煤炭燃料逐渐衰竭，全球变暖、废气排放等环境恶化关注度日益增加，电力供需矛盾日益加1光伏发电并网系统的结构大。于是，人们逐渐开始尝试利用以风能、太阳能等能源为主的分布式发电技术进行发电，将多个可再生发电单元并网实现“微网”结构。光伏是分布式能源级控制，其结构如图1所示。并网系统前级采用中的一种重要能源形式，以光伏发电并网技术为核心的光伏发电技术在未来具有较大的潜力。性，因此一般采用直接扰动法进行最大功率跟踪目前，我国光伏发电并网技术与欧美和日本等(MPPT)；后级采用DC／AC逆变，利用设定好的功国家差距较大。随着技术研究的不断深入，光伏发电并网在系统建模仿真，控制策略分析等领域取得了一

6、定成果。该文给出了光伏发电并网系统的结构收稿日期：2015—03—10耋田作者简介：吴硕(1982)，男，硕士研究生，辽宁装备制造职业技徊匦厦亘习享术学院自动化控制教研室主任，主要从事电力电子和工业控制技术方面的研究。·42·工业仪表与自动化装置2015年第6期40Q)改变时光伏输出功率阻抗特性如图3所示。2光伏电池的数学模型从图3可知，只有当外部负载为8Q时，光伏电池才光伏电池原理是利用半导体光伏效应将太阳能能达到最大功率。由图2可观察最大功率点处的电转换为电能。根据文献中关于光伏电池的等效模型压与电流之比与8十分接近。这正好与最大功率输的介绍，进行简化、处理，其数学表达式

7、2为：出匹配

8、原则相符合，也就是负载阻抗与电源输出阻抗相等时，电源的输出功率最大。，=c一cexp[_==_三V-AV-1】+200芝150／一、、、静／、、、△，(1)100}／、～～～～藿so～～～～--～C2=一)n(卜东(2-5一——一—一————输出电阻(R)△，=××(—Tre)+(一1)Is图3功率阻抗特性(3)3并网变换器的控制策略AV=一卢×(—Tref)+R×AI(4)3．1MPPT控制策略式中：，为太阳能电池输出