摘要：

针对户用型光伏并网系统的关键技术,本文从光伏电池组件的建模及参数提取,光伏组件最大功率点检测和户用型光伏并网逆变器的控制策略和系统优化设计进行分析研究. 因光伏电池电子模型在实际应用中的不便,提出了一种光伏电池优化模型及参数提取方法.首先通过利用参数忽略法和Lambert W函数推导出光伏电池的电流及功率解析式.其次,利用参数设定法得到光伏电池的二极管因子常数.并结合最大功率点的数值迭代法获取等效串联电阻和并联电阻.最后,在不同环境中,采用两种不同类型的光伏电池单体,与Rp模型和测试数据进行对比和误差分析以验证光伏... 展开 针对户用型光伏并网系统的关键技术,本文从光伏电池组件的建模及参数提取,光伏组件最大功率点检测和户用型光伏并网逆变器的控制策略和系统优化设计进行分析研究. 因光伏电池电子模型在实际应用中的不便,提出了一种光伏电池优化模型及参数提取方法.首先通过利用参数忽略法和Lambert W函数推导出光伏电池的电流及功率解析式.其次,利用参数设定法得到光伏电池的二极管因子常数.并结合最大功率点的数值迭代法获取等效串联电阻和并联电阻.最后,在不同环境中,采用两种不同类型的光伏电池单体,与Rp模型和测试数据进行对比和误差分析以验证光伏电池优化模型及参数提出方法的正确性和有效性. 为了检测光伏并网逆变器的运行状态,提出一种光伏组件最大功率点检测技术,实现了高精度的检测,避免了因算法不收敛而引起的失效.首先,剖析了该系统结构,并给出了其关键技术.其次,详细分析了光伏组件的电压电流采样的DC-DC变换结构,得出了用于实现全范围检测的工作条件及选择方法;最后,利用分段积分拟合法,提出了基于Lambert W函数的最大功率点检测及优化算法.并通过搭建检测平台,验证了结构和算法的合理性. 从户用型光伏并网逆变器的基本特征点出发,结合主流的体系结构与拓扑电路,重点分析了两级模块式户用型光伏并网逆变器控制策略及优化方法,提出了适合于该结构的MPPT综合控制方法及并网综合控制方法. 针对前级DC-DC模块,首先,对光伏组件的MPP特性及MPPT算法进行分析,给出了选择依据和标准.为了解决扰动观察在固定步长下无法兼顾跟踪速度和扰动精度的缺点,提出了的自适应变步长MPPT算法.同时为了防止当外界光照强度突变时,扰动功率较小而引起自适应变步长MPPT算法的失效,而提出一种间歇式自适应变步长MPPT算法.其次,对MPPT控制系统的结构分析,提出了双环控制结构并推导了电流型MPPT控制模型.基于对MPPT控制周期的分析,简化了控制系统的结构和建模方法;利用稳态交流小信号建模方法,推导出电流内环双前馈控制技术,该方法可以有效的消除因母线电压的扰动给电流内环带来的影响.同时利用稳态前馈控制,提高了内环的控制速度和精度.最后,在结合间歇式自适应变步长MPPT控制算法和电流型MPPT控制系统结构及模型,提出两级模块式户用型光伏并网逆变器MPPT综合控制模型和策略. 针对后级DC-AC模块,提出一种并网综合控制方法.首先,针对电压外环惯性大且维持母线电压稳定的特点,提出一种变步长均值控制方法.该方法可以有效的避免因母线电容周期性充放电造成的电压周期波动而引起的DC电流指令值周期扰动;同时采用变步长控制方法,在母线电压小于电压下限时,以大步长减小逆变输出电流参考值,这样可以有效的解决因光伏组件辐照强度突变时,引起的DC链崩溃现象.其次,对并网电流内环控制建模,并提出一种电网电压和参考电流双前馈控制方法.该方法可以有效消除电网幅值扰动影响,克服输出端滤波电感电流压差,缓解常规PI补偿器所带来的稳态误差,提高并网电流精度,减小高次谐波干扰. 最后针对户用型光伏并网逆变器结构与控制策略搭建试验平台并进行优化设计,验证了上述分析的合理性和正确性. 收起

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