导　　师： 刘建政

学科专业： H08

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 清华大学

摘　　要： 太阳能具有可持续发展和绿色环保两大优势,利用太阳能资源的发电方式逐渐受到了各国重视。其中,光伏并网发电最具实用价值和理论意义。近来,三相光伏并网系统,本论文中简称GCPV (Grid-connected Photovoltaic),其硬件研制和控制算法研究逐渐成为了光伏应用领域的热点课题。在此背景下,本文在GCPV 的硬件系统设计、控制算法研究、系统仿真以及系统实验等方面进行了深入探索。本论文在充分研究近年来光伏发电领域重要研究成果的基础上,设计了一套15kVA 的GCPV 系统,对GCPV 的拓扑结构设计、数字控制电路设计、功率元件计算给出了详细的设计要点和计算方法。按照设计方案,搭建了GCPV 的实验平台,主要包括:主功率电路、滤波电感排、DSP 控制板、数据采样电路。为各种光伏并网控制算法提供了灵活可靠的硬件平台。本论文首次提出了一种新型GCPV 的综合控制算法,该控制算法将光伏阵列最大功率点跟踪(MPPT)控制和基于瞬时无功理论的电流补偿控制有机结合在了一起,使得GCPV 既可以向电网提供一定的有功功率,又可以在一定程度上实现补偿电网无功和谐波电流。本论文使用MATLAB 中的SIMULINK 模块对所提出的综合控制算法进行了充分的仿真,仿真涉及到了GCPV 的各种稳态工作状况以及过渡过程,充分验证了控制算法的合理性以及拓扑设计计算的正确性。本论文在GCPV 实验平台上进行了多项实验,记录了大量的实验数据和实验波形,并给予了详细的讨论和分析。实验结果证明,在本论文设计的GCPV系统上,综合控制算法实现了预定的综合控制目标。该算法结合了基于无差拍(Deadbeat)的脉宽调制(PWM)方式,使得GCPV 的稳态和过渡过程的控制效果明显优于传统的定时比较、PI 滞环、三角波比较等控制算法。

关 键 词： 光伏并网 无功补偿 最大功率点跟踪 系统仿真 无差拍控制

分 类 号： [TM615]

领　　域： [电气工程]