光伏并网发电系统运行控制技术研究概要
河北工业大学 硕士学位论文
光伏并网发电系统运转控制技术研究 姓名：刘炳山 申请学位级别：硕士 专业：控制科学与工程 指导教师：李练兵 20091201
河北工业大学硕士学位论文 光伏并网发电系统运转控制技术研究 摘 要
本文以光伏并网发电系统运转控制技术为研究对象，对散布式光伏并网发电系统进行了研究和实验，系统的硬件电路是鉴于智能功率模块的全桥逆变器构造，系统的控制方案是鉴于 DSP芯片的带电压前馈并网逆变输出电流反应控制方案。剖析了光伏并网发电系统应用的背景和趋向，对其各国的的研究现状进行了商讨和比较。选择全桥式构造作为系统逆变器的主电路拓扑构造，用智能功率模块 (IPM) 作为主开关元件，设计了其驱动电路及逆变器的外头电路。对系统的控制 方案进行了详尽的剖析。采纳 TMS320LF2406A 型号 DSP 作为系统的控制芯片，设计了一台 2KW 的光伏并网逆变器试验样机，并经过软件编程实现了系统的并网控制。
剖析比较了太阳能电池最大功率点追踪和散布式并网发电系统孤岛效应问题防备的方法。论文设计的散布式光伏并网发电系统能够实现逆变并网的功能，输出功率因数达到 98%以上，能够安全靠谱运转。
要点词：光伏发电，并网逆变器，最大功率点追踪，孤岛效应 i
光伏并网发电系统运转控制技术研究
RESEARCH OF CONTROL FOR PHOTOVOLTAIC GRID CONNECTED GENERATION SYSTEM ABSTRACT
In this paper, the research object is the operation control technology of photovoltaic grid-connected system. We study and test the distributed grid-connected PV system, the circuit of witch is full-bridge inverter based on intelligent power module, and the control program of witch is voltage and current pairs of closed-loop control scheme of grid inverter output current feedback control and grid voltage feed-forward control based on DSP.
光伏并网发电系统运行控制技术研究概要
The background and development tendency of the photovoltaic grid-connected system is analyzed, and the current research situation in different countries are discussed and compared. Choosing the full-bridge form as the topology structure of the main circuit and the intelligent power modules (IPM) as the main switch element, we design the drive circuit and the peripheral circuit of the inverter. The control program is analyzed in detail. Using the TMS320LF2406A DSP as the chip of the system, we design a 2 KW photovoltaic grid-connected inverter and make it realizable
to control the grid-connected.
The tracking methods of the maximum power point of the solar cells are analyzed and compared，as well as the prevention methods of the island effecting of the distributed grid-connected system. The distributed photovoltaic grid-connected system which is designed in this paper can realize the function of inversion and grid-connection. The output power factor is more than 98%, and the system can operate safely and reliably. KEY WORDS: photovoltaic generation, grid-connected inverter, maximum power point tracking, anti-islanding ii
河北工业大学硕士学位论文 第一章 绪论
§1-1 课题的研究背景和意义 1-1-1 光伏发电的远景
能源是公民经济发展和人民生活所必要的重要物质基础，也是推进社会、经济发展和人们生活水平提升的动力。跟着全世界工业化的全面发展，世界各国的各个领域对能源的需求量激增，能源需求的多少己经成为权衡一个国家或地域经济发展状况的重要指标。今日，能源问题已经上涨到了一个国家的拥有战略意义的研究要点。
但是，跟着人类对能源需求的日趋增添，化石能源的储量正日趋枯竭。有专家展望，半个世纪此后，地球上的石油、天然气将开采殆尽， 200 年后将无煤可采
[1] ，因此发展新式能源迫在眉睫。在中国，这中状况也很不乐观。别的，因为环境恶化造成的 “黑洞 ”已经令人类马上面对太阳紫外线的直接照耀。
针对以上状况，开发利用可重生能源和各样绿色能源以实现可连续发展已经成为人类社会一定采纳的举措。可重生能源主要有水能、风能、太阳能、地热能、生物质能等能源形式，人们在使用过程中，可重生能源拥有自我恢复能力，能够从自然界中络绎不绝地获得增补，是一种取之不尽，用之不停的可贵能源。当前，
光伏并网发电系统运行控制技术研究概要
应用最宽泛的可重生能源是水能，可是它受地理条件、天气天气的影响很大，利用范围有限。
依据当前的实质进展和将来的发展速度，专家们展望，到 21 世纪五十年月，可重生能源占总一次能源的比率约为 54%，此中太阳能所占比率约为 13%-15%，到 22 世纪，可重生能源将占占总一次能源的比率约为 86%，太阳能比率占 67%，此中太阳能发电占 %。当前，人们广泛以为太阳能是解决能源危机和环境污染的
最有效和可行的能源种类之一，是新世纪最重要的新式能源。特别是光伏发电的应用备受人们的关注。
1-1-2 外国光伏发电的现状及远景
太阳能光伏发电遇到此刻世界各国的高度重视。特别是发达国家纷繁投入到光伏发电技术的研究高潮中。自上世纪 80 年月以来，不论是在世界经济从整体处于上涨仍是衰败的期间，光伏发电家产一直以 11%~17%的增添速度发展。到上世 纪末，发展更加惊人，成为全世界增添速度最快速的高新技术家产之一
[2] 。
家产化方面，光伏发电发展的早期主假如依赖各国在及资本方面的鼎力 支持，此刻已逐渐商业化，进入了一个新的发展阶段。估计到 2050 年左右，太阳能光伏发电将达到世界总发电量 10%~20%，成为人类的基本能源之一。当前，世界光伏家产正以 31.2%的均匀年增添率高速发展，已成为此刻世界增添幅度最快的新能源家产之一。
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