【河南理工大学毕业设计】基于Matlab的光伏发电并网系统设计.pdfVIP

河南理工大学毕业设计（论文）说明书

摘要

目前，光伏并网发电技术是新能源发电领域中的一个非常重要的研究方向。本文以

小功率单相光伏发电并网系统为对象进行了研究设计，主要设计内容包括工程用光伏电

池仿真模型、光伏发电最大功率跟踪模型、并网逆变器、并网滤波器和两级式光伏发电

并网系统及其控制策略等，并基于理论指导进行了系统的仿真实验。

首先，研究分析光伏电池的基本原理与等效数学模型，搭建其仿真模型，仿真分析

其在不同光照强度与温度下的输出特性；对DC/DC变换电路原理及其优、缺点进行了

研究分析，选择Boost升压电路实现最大功率点跟踪；对几种常用的最大功率点跟踪控

制算法进行详细分析，最终确定使用自适应变步长的电导增量法对本设计的最大功率跟

踪进行控制。然后，研究并网逆变器的拓扑结构与控制策略，搭建并网逆变器仿真模型，

利用固定开关频率的电流闭环控制算法实现并网电流波形对电网电压波形的追踪和单

位功率因数并网。并采用带阻尼的LCL滤波器对并网电流进行谐波抑制，使得电流谐波

含量满足电力系统规定的并网要求。最后，通过两级系统的协调控制，基于光伏发电，

经Boost电路的MPPT控制和DC/AC的逆变并网，成功实现了光伏发电并网系统的建

模与仿真。采用电压外环电流内环的双闭环控制方法，使整个系统不但能快速地跟踪环

境变化进行MPPT控制，而且能实现单位功率因数和低谐波含量并网，具有优良的动态

和稳态性能。本文还对孤岛效应产生的原因及其危害进行了详细阐述。

关键词：最大功率跟踪；并网逆变器；LCL滤波；光伏并网；孤岛效应

I

河南理工大学毕业设计（论文）说明书

Abstract

Currently,photovoltaic(PV)grid-connectedgeneratingtechnologybecomesavery

importantresearchareainthefieldofnewenergypowergeneration.Thispaperfocuseson

thelowpowersingle-phasePVgrid-connectedsystemanddoesalotofdesignwhich

involvesPVcellsimulationmodel,maximumpowerpointtracking(MPPT)modelforPV

generating,grid-connectedinerter,filterofgrid-connectedsystem,grid-connectedsystemof

two-stagePVgeneratingandcontrolstrategies.

Firstly,thesimulationmodelofPVcellisestablishedonthebaseofitsfundamental

theoryandequivalentmodel,whichisusedtosimulateitsoutputcharacteristicsindifferent

illuminationintensityandtemperature.Thepaperanalyzesstrengthensandweaknessesofthe

DC/DCcircuitandchoosestheBoostcircuittorealizeMPPT.Andapower-detection

adaptivevariablesizeoftheincrementalconductancemethodisselecte