光伏并网发电系统及MPPT控制方法的研究

摘要：能源和环境问题已经是当今社会人类发展所要面对的两个重大挑战，单纯依靠“节能减排”已经不可能解决能源短缺和环境问题。太阳能这种可再生能源，对能源战略有相当重大意义，吸引了诸多国家的关注。两级式光伏并网系统作为发电的重要供电形式，今后一定会推广的很广泛。本文以两级式并网发电系统为研究目标，进行仿真与设计。

分析了光伏电池数学模型和常用的最大功率跟踪（MPPT）控制手段，提出了非对称模糊控制法以及双模式控制法，建立了光伏电池和不同MPPT控制方法Matlab/Simulink 仿真模型，并仿真研究了光伏电池的输出特性。分析比较了两级式单相光伏并网系统主电路，确定了前级Boost 升压电路、后级单相全桥逆变电路结构以及二级功率变换整体控制方案，并進行了主电路参数选择计算。并网逆变器采用电流内环电压外环的双闭环 PI控制，给出了控制系统参数计算的详细过程。分析和设计了基于 DSP 控制系统的硬件设计和软件方案，给出了部分硬件电路和软件流程。

给出了仿真模型和运行结果，验证了前级实现 MPPT 跟踪和升压功能、后级并网使输出电流与电网电压同频率同相位，表明了方案的可行性和有效性。

关键词：光伏电池;MPPT;并网逆变控制;仿真;DSP

1光伏并网发电系统的研究

1.1引言

光伏发电系统主要研究的对象是把太阳能转化成电能，这种发电方式和化石燃料的燃烧相比较起来具有环保性。随着科学技术的发展，光伏发电的研究也得到了进一步的进展，太阳能发电方式成为了人们重点研究的对象，这种发电方式不仅价格便宜，而且对于资源的消耗也是最低的。……