【正文】 論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下進行的研究工作所取得的成果。首先誠摯的感謝我的論文指導老師 史旺旺 老師。 out[1]=Uout_b/(Udc+)。 if(Udc=0) { out[0]=。 UBetaOut = sinFei*UdOut + cosFei*UqOut。 sumerrorq=sumerrorq+Ti*deltaIq。 sumerrord=sumerrord+Ti*deltaId。 Ibeta=*(sqrt()/*Ibsqrt()/*Ic)。 sinFei=Ubeta/Um。 揚州大學本科生畢業(yè)設計 35 Ualfa=*(UaUb/)。 Ia=in[3]。 double hd,hq。 double Um,Im。 double Uout_a,Uout_b,Uout_c。 double ID=50。 double sumerrorq=0。 double Ia,Ib,Ic。 } 揚州大學本科生畢業(yè)設計 32 仿真圖 圖 44 Uset=600V 時所對應的電壓波形 圖 45 Uset=500V 所對應的電壓波形 揚州大學本科生畢業(yè)設計 33 并網(wǎng)逆變器的 PISM 仿真 并網(wǎng)逆變器原理圖 圖 46 并網(wǎng)逆變器 C block 編程 Variable/Function defintitions： include include int g_nInputNodes=0。 } if(duty) { duty=。 Uset=in[1]。 double sumI=。 double Uset=0。 c block 編程 Variable/Function defintitions： include include int g_nInputNodes=0。雖然通過附加雜散小參數(shù)，也可以使 Psim 能夠反映電流、電壓尖刺等 開關暫態(tài)過程，但這會使電路設計復雜化。 Psim 仿真過程中，開關與控制單元大量使用了 理想元件，其中開關控制器只要直接與開關相連即可，不需要考慮電平移動。 Psim包招 一個基本軟件包與兩個配備的工具包 :數(shù)字信號處理模塊與電 力拖動模塊。 d/q 坐標系下的控制方程 以三相 PWM 整流器為例 ： 圖 311 三相 PWM 整流器 主電路 如圖 311 所示拓撲結構，可得三相靜止坐標系 a， b， c 下的方程為： asa a a dc N Obsb b b dc N Ocsc c c dc N Odca a b b c c Ldiu L Ri s u Udtdiu L Ri s u Udtdiu L Ri s u Udtduc s i s i s i idt?? ? ? ???? ? ? ? ???? ? ? ? ???? ? ? ? ?? （ 312） 其中 as ， bs ， cs 分別表示三相橋臂的開關函數(shù)， s=1 代表上管通，下管關；s=0代表下管通，上管關。 揚州大學本科生畢業(yè)設計 25 整理后可以得到三相并網(wǎng)逆變器在兩相同步旋轉坐標系下的數(shù)學模型為： 0110gdd d dq q qgqui u id i u iudt L L ????? ? ? ? ? ????? ? ???? ? ? ? ? ??????? ? ? ? ? ??? （ 311） 由式（ 311） 可見，只要分別控制 d 、 q 軸電流 ，便可實現(xiàn)對并網(wǎng)有功和無功分量的控制。為此，可以通過坐標變換將三相對稱 a 、 b 、 c 靜止坐標系轉換 成以 電網(wǎng)基波頻率同步旋轉的 d /q 坐標系 。給出了 d/q 坐標系下跟蹤電網(wǎng)電壓空間矢量的方法和輸出 電流環(huán)的設計。計算得到的 15uF 薄膜電容為大電容，可通過測量實際逆變器的高頻開關噪聲，優(yōu)化電容的設計。 圖 36 DCDC 變換器 整流器中的二極管必須能承受光伏側通過變壓器施加的反向電壓，既為變壓 器變比乘以光伏陣列模塊最大工作電壓 15x48V=720V，因此要求采 用 1 OOOV 的二 極管。兩部分的控制目標不同，互相獨立。為了向電網(wǎng)輸入高質量的電能，逆變器輸出的功率中盡量增加有功功率使輸出功率因數(shù)接近 1，即要求 0Q? ，則 ogU I k???? ?? ? （ 37） 當逆變器輸出電流與電網(wǎng)電壓相位差為 0，并且假設輸出電流無畸變，逆變器 對外輸出功率且功率因數(shù)為 1。當逆變器并網(wǎng)運行時，負載 LZ 被認為是電網(wǎng)上的一個負載，與電網(wǎng)上其它負載一樣， 只不過它的能量由電網(wǎng)和逆變器共同提供，此時逆變器的輸出電流被認為是并網(wǎng)電流。后級是一個低開關頻率的逆變器 ,以減少整體的開關損耗 .與單級式逆變器相比 ,它 使 用的開關器件數(shù)增多 ,從而導致其開關損耗也略有加揚州大學本科生畢業(yè)設計 20 大 。 與圖 34(a)相比 ,圖 34 ( b ) 省去了直流濾波電路 ,整流后直接通過后級逆 變 電路可得到 高質量的交流輸出 ,并且其逆變電路的 功 率器件工作在工頻 ,從而降低了開關損耗 .最后交流 輸 出需要利用低通濾波器來減小 THD,以提高交流輸 出 的波形質量 ,但其體積有所增大。圖 34(a)為一種傳統(tǒng)的 DC ACDCAC 拓撲結構 ,該拓撲通過前級逆變 器 、高頻 升 壓變壓 器 、整流器和直流濾波器 ,使其后級逆變器的 輸 入得到了一個可控的 直流電壓。后級為 D C A C 逆變器 ,用于實現(xiàn)輸出電流正弦化 并 網(wǎng) 、 孤島效應檢 測和預防等功能 。 按有無變壓器分類 根據(jù)系統(tǒng)中有無變壓器 ,光伏并網(wǎng)逆變器可分為無變壓器型 ( Tr a n s f o r m e r l e s s )、 工頻變 壓器 型 (LineFrequency Transformer, LFT)和高頻變壓器型 (HighFrequency Transformer, HFT)三種 . 圖 31是 采用工頻變壓器型的拓撲結構 ,變壓器置于工頻電網(wǎng)側 ,可有效阻止電 流 直流分量注入電網(wǎng) .高頻變壓器型中的變壓器一般可放置在兩個地方 ,如 圖 32 所示 .圖 32(a)是把高頻變壓器置于 DCAC 變換器內 。 圖 27 不同串聯(lián)電阻 sR 下 I V 特性曲線 揚州大學本科生畢業(yè)設計 15 圖 28 不同并聯(lián)電阻 shR 下 I V 特性曲線 圖 2圖 29 為不同串聯(lián)電阻下的 I V 特性曲線，曲線表明光伏模塊 的等效串并聯(lián)電阻對輸出特性都有影響。輸出功率由環(huán)境溫度的增大而減少。輸出電壓從零逐漸開始增大，輸出電流基本不變；而輸出功率隨著電壓線性增大，當輸出電壓增大到一定值，輸出電流和輸出功率迅速減小，即光伏模塊存在最大功率點。仿真時，通過對 S、 T 輸入端的電壓分別進行參數(shù)掃描，來 模擬光揚州大學本科生畢業(yè)設計 12 照強度和溫度的變化，從而得到不同光照強度和環(huán)境溫度條件下，光伏模塊的輸出電流、輸出功率隨端口電壓變化的關系。 光伏模塊 PSIM 模型的仿真分析 模型所需的電池結構參數(shù)如表 21 所示。 此時 , 光 伏 模 塊 的 輸 出 將 滿 足 以 下 方 程 組 。k 為波爾慈曼常數(shù)（ 10?? ） 。 光伏電池物理機制的數(shù)學模型 光伏 電池就是利用半導體光伏效應制成，它是一種直接將光能轉換成電能的轉換器件。因此要將幾片、幾十片或幾百片單體太陽能電池根據(jù)負載需要，經(jīng)過串、并聯(lián)連接起來構成組合體，再將組合體通過一定的工藝流程封裝在透明的薄板盒子內，引出正負極引線，方可獨立發(fā)電使用。 ③ 盡量減少中間環(huán)節(jié)（如蓄電池等）的使用，以節(jié)約成本、提高效 率。 揚州大學本科生畢業(yè)設計 8 用戶對逆變器的要求 從 光伏發(fā)電系統(tǒng)的用戶來說，成本低、效率于可靠性高、使用壽命長是其對逆變器的要求。在三相輸出光伏發(fā)電系統(tǒng)中，其接地方式可參照國際電工 委員會規(guī)定的非接地（Ｉ Ｔ）方式、單個保護接地 (ＴＴ )方式和變壓器中性線直接接地。孤島效應是指當電網(wǎng)因電氣故障、誤操作或 自然因素 等原因中斷供電時，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為能及時檢測出停電狀態(tài)并切離電網(wǎng)，使光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與周圍的負載形成一個電力公司無法掌握的自給供電孤島。在數(shù)控逆變系統(tǒng)中采用高速 DSP等新型處理器，可明顯提高并網(wǎng)逆變器的開關頻率性能，它已成為實際系統(tǒng)廣泛采用的技術之一；同時，逆變器主功率元件的選擇也至關重要。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)如圖 。光伏并網(wǎng)發(fā)電的關 鍵技術及設備仍主要來自進 口，面對如此巨大的國內需要，發(fā)展具有自我知識產權的相關高新技術， 從而實現(xiàn)產業(yè)化是刻不容緩的事情。直到 90 年代，國外發(fā)達國家才掀起了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā) 的高潮，美國、歐洲、日本等國家已實施了光伏屋頂計劃并取得了一定的成果 。 易揚州大學本科生畢業(yè)設計 6 受到諸如時間和季節(jié)的影響。太陽能熱發(fā)電隨著技術的發(fā)展，成本逐漸降低，變得越來越可行。太陽能照射在地球上的能量非常巨大，大約４０分鐘照射在地球上的太陽能，便足以供全球人類一年能量的消費，特別是太陽能潔凈、取之不盡、用之不竭，所以太陽能能和其它形式的 太陽能一起被譽為“人類的理想能源”。因此，隨著社會的進步，經(jīng)濟的發(fā)展，人們對能源提出了越來越高的要求，尋找新能源已經(jīng)是當前人類面臨的迫切課題。Unit power factor； Inverter； Park change 揚州大學本科生畢業(yè)設計 5 課題研究背景及意義 隨著人類社會的不斷發(fā)展，人們的 經(jīng)濟及文化活動需要大量的能源?；谀孀兛刂品椒ǖ难芯?，對系統(tǒng)進行仿真與實驗。研究了光伏電池的工作原理及輸出特性，在此基礎上建立了其仿真模型。 涉密論文按學校規(guī)定處理。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 本文針對光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點，將其分為三部分進行研究。 闡述了并網(wǎng)逆變器的工作原理和控制策略。 關鍵詞： 光伏電池；單位功率因數(shù) ；逆變器； Park 變化 揚州大學本科生畢業(yè)設計 4 Abstract As a new type of solar energy which is clean,rich reserves,and no pollution are attracting more and more the application of photovoltaic generation technology is the focus of widespread paper mainly studies the photovoltaic(pv) grid power system design,the control method and simulation. Aiming at the characteristics of photovoltaic energy system, which is divided into three parts. Studied the working principle and photovoltaic battery output characteristic, based on the simulation model was established. Use of its PSIM simulation software simulation. The simulation and parison of measured data validation can the correctness of the simulation model for subsequent simulation, lay the foundation. Expounds the grid inverter working principle and control strategy. Based on the study of the method of inverter control the system simulation and experiment. The control method based on synchronization Park transform d q method on PWM. From the simulation and experimental res