光伏與市電并聯(lián)直流供電系統(tǒng)的能量變換關鍵技術研究.pdf

1、為應對日益嚴重的環(huán)境污染和資源緊缺等問題,光伏能源作為一種資源龐大的可再生清潔能源正在被不斷的開發(fā)和利用。隨著分布式光伏發(fā)電和光伏建筑一體化的發(fā)展,光伏直流供電系統(tǒng)將得到廣泛的使用。
　　本文主要以光伏直流供電系統(tǒng)為研究對象,對光電互補并聯(lián)供電系統(tǒng)作了全面的理論分析和研究。針對系統(tǒng)的拓撲結構、能量管理控制策略、主電路參數(shù)以及控制環(huán)路等進行了詳細的研究和設計,主要內容有:
　　1.通過分析光伏發(fā)電系統(tǒng)的不同電路拓撲結構及各自的

2、應用場合,最終選定移相內高頻全橋作為光伏能量變換器,用于實現(xiàn)光伏最大功率點跟蹤或者輸出電壓穩(wěn)定,并對移相全橋電路進行了小信號建模、原理性分析和設計。為保證負載能量的穩(wěn)定性,引入了市電做后備電源,考慮到市電的功率因數(shù)和能量是否可逆等問題,選取PWM整流器作為光伏補償能量變換器。
　　2.對系統(tǒng)的能量進行管理,就是通過設計可行的系統(tǒng)控制策略,實現(xiàn)光伏陣列總是以最大功率輸出,同時為直流負載提供穩(wěn)定能量。供電系統(tǒng)是由兩個子系統(tǒng)構成的兩級系

3、統(tǒng),通過對子系統(tǒng)的分析和研究,結合系統(tǒng)控制的核心,即最大功率點跟蹤和穩(wěn)壓,提出了兩種可行的控制策略,并為此進行了能量解耦的設計。
　　3.主電路參數(shù)的選擇對系統(tǒng)能否正常工作,以及市電的功率因數(shù)高低起著重要作用,為此進行了參數(shù)的研究和設計。濾波器設計的是否合理將會影響到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性,因此分析了直流側和交流側濾波器的設計思想和過程。為實現(xiàn)負載的快速穩(wěn)壓,在電壓外環(huán)提出了模糊PID控制,用于增加系統(tǒng)的快速性和魯棒性。還研究了數(shù)字控制