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1、 分类号:学校代码: 10128UDC:学 号:20111800128 硕士学位论文（类 别: 全日制硕士研究生题 目：光伏并网逆变器限功率控制策略研究 英文题目：Research on Photovoltaic grid-connected inverter constrained production control strategy研究生：梁延科学科名称：电气工程指导教师：田立欣 副教授二一三年十月 原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 内蒙古工业大
2、学及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名： 指导教师签名： 日 期： 日期： 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古工业大学有权将学位论文的全部或部分内容保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，也可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。为保护学校和导师的知识产权，作者毕业后涉及该学位论文的主要内容或研究成果用于发表学术论文须征得内蒙古工业大学就读期间导师的同意，并且版权单位必须署名为内蒙古工业大
3、学方可投稿或公开发表。本学位论文属于 保密，在 年解密后适用本授权书。不保密。 （请在以上方框内打“”）学位论文作者签名： 指导教师签名： 日 期： 日期： 内蒙古工业大学硕士学位论文摘 要 太阳能是一种无污染可再生的绿色能源。随着全球能源不断消耗以及环境污染日益严重，世界各国对太阳能的开发和利用越来越重视。太阳能光伏发电技术得到了快速的发展，已经由初期的离网型千瓦级发展到现在的并网型兆瓦级以及多机并联发电，分布式光伏发电已经开始大规模并网，新能源发电组成的微电网得到了研究与示范应用。文章分析了分布式并网发电和微电网中分布式电源控制技术，采用的光伏并网发电系统具有MPPT和限功率两种控制方式；
4、逆变侧采用解耦控制，较好的满足了分布式光伏并网发电和微电网光伏分布式电源注入公共电网的限制要求。本文以电力电子仿真软件MATLAB/SIMULINK为平台，在光伏组件P-V输出特性基础上对光伏发电系统进行了仿真研究，主要分析了光伏MPPT和限功率两种发电方式及其切换原理，双级式光伏发电系统由Boost升压电路和电压源型变流器(VSC)组成，分析了前级Boost电路MPPT和限功率控制方案；对电压源型变流器矢量控制技术进行研究，阐述了光伏发电系统功率传递平衡原理，分析了逆变侧的控制策略，建立了电压源型变流器在同步旋转坐标系下的前馈电流解耦动态数学模型。利用 MATLAB/SIMULINK 软件搭
5、建了光伏发电系统的仿真模型，通过对太阳能光伏并网发电系统的仿真，验证了对系统所设计MPPT和限功率控制方式的有效性，使变换器功率能够在额定功率范围内自由调节。同时用ModSim32测试了组态软件MCGS搭建的并网逆变器功率控制监控系统。最后对论文进行了总结，并对后续改进工作提出了建议以及对光伏发电的前景做出了展望。关键词：光伏发电；MPPT和限功率；电压源型变换器（VSC）；并网控制AbstractThe solar energy is non-pollution, renewable and green energy. With global energy being consumed an
6、d environment being polluted seriously, Countries around the worldpay more attention to the development and utilization of solar energy. Solar photovoltaic power generation technology has developed very well, already from the early off-grid KW level to the present grid-connected MW level and paralle
7、l multi-machine power generation. Large-scale distributed photovoltaic power generation has been connected to the utility grid. Micro grid constructed by new energy power generation is being researched and demonstrated. The distributed power control technology is analyzed in distributed grid-connect
8、ed power generation and Micro grid. There are two kinds of power control modes, MPPT and the constrained power production, for photovoltaic grid-connected power generation system; decoupling control for the inverter side. All these satisfy the distributed photovoltaic grid-connected power generation
9、 and the photovoltaic distributed power in Micro grid with limited injection requirements to the utility grid.Based on power electronic simulation software MATLAB/SIMULINK platform, photovoltaic power generation system based on the simulation is researched considering photovoltaic P-V output charact
10、eristic. Model mainly analyzes two kinds of power control modes MPPT and the constrained power production together with the switching principle of two control modes. Two-stage photovoltaic power generation system includes the Boost booster circuit and voltage source converter (VSC). MPPT and the con
11、strained power production control methods are illustrates and implemented in the Boost circuit. VSC works based on vector control technology, besides the power transfer balance principle and the control strategy of VSC are learned. The current feed-forward decoupling dynamic mathematical model of VS
12、C is established under the synchronization reference frame.Using MATLAB/SIMULINK software to build the simulation model of photovoltaic power generation system, the simulation of solar photovoltaic grid power generation system validated the effectiveness of the power controller of MPPT and the const
13、rained power production designed which can adjust converter freely within the scope of power rating. At the same time configuration software MCGS of grid inverter power control system is tested with ModSim32. Finally, to do the summary, the subsequent improvement suggestions were advised and the pro
14、spect of photovoltaic power generation was put forward.Key words: photovoltaic power generation; MPPT and constrained power production; Voltage source converter (VSC); Grid control目 录第一章 绪论11.1选题背景及意义11.2国内外研究现状和发展动态21.2.1国外光伏发电的现状和发展动态21.2.2国内光伏发电的现状和发展动态21.3分布式发电中的限功率应用31.4微电网中的限功率应用41.5两种限功率调节方式6
15、1.5.1风力发电系统调节方式61.5.2光伏发电系统调节方式61.6课题主要研究内容7第二章 光伏并网限功率系统DC/DC侧设计92.1光伏电池输出特性及限功率控制原理92.2 DC/DC变换器分类与选取102.2.1 DC/DC变换器分类102.2.2 DC/DC变换器选取122.3 Boost电路MPPT和限功率控制设计152.3.1 Boost电路MPPT控制方法152.3.2 Boost电路限功率控制方法152.4 本章小结16第三章 光伏并网限功率系统DC/AC侧设计173.1 DC/AC变换器分类与选取173.1.1 PWM电压源换流器拓扑分类173.1.2 PWM电压源换流器的矢量控制原理183.1.3三相桥VSC主电路滤波L/C选取193.2 DC/AC控制系统203.2.1 SVPWM调制方式
