【正文】 25 d/q坐標(biāo)系下的控制方程 264光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的仿真研究 29 PSIM仿真軟件的介紹 29 對(duì)DCDC轉(zhuǎn)化器PSIM仿真 29 DCDC原理圖 30 DCDC c block編程 30 DCDC仿真圖 32 33 并網(wǎng)逆變器原理圖 33 C block編程 33 365致謝 37參考文獻(xiàn) 38摘要太陽(yáng)能作為一種新型能源及其清潔、儲(chǔ)量大、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)使其利用越來(lái)越受到人們的重視，而光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用更是人們普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文新能源并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)和仿真研究學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。本文主要研究了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、控制方法和仿真。從仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出實(shí)現(xiàn)了輸出功率因數(shù)為1的控制目標(biāo)。符合這兩個(gè)條件的主要是可再生能源，包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物能等。光伏利用的主要形式是光伏發(fā)電，有獨(dú)立供電和并網(wǎng)兩種工作方式。專(zhuān)家預(yù)測(cè)太陽(yáng)電池及相應(yīng)的系統(tǒng)將通過(guò)大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電迅速發(fā)展為全球重要產(chǎn)業(yè)。影響波形失真度的主要因素之一是逆變器的開(kāi)關(guān)頻率。電氣隔離一般采用變壓器。由于光伏陣列的端電壓隨負(fù)載和日照強(qiáng)度而變化，因此逆變器必須能在較寬的直流輸入電壓適應(yīng)范圍內(nèi)正常工作，且保證交流輸出電壓的穩(wěn)定。此外，還可將若干個(gè)光伏電池板根據(jù)負(fù)載容量大小要求，再串聯(lián)、并聯(lián)組成較大功率的實(shí)際供電裝置，稱(chēng)之為光伏陣列。再考慮整個(gè)光伏模塊的模型時(shí),通常要用一些假設(shè)后對(duì)實(shí)際情況加以簡(jiǎn)化。用表測(cè)量模塊端口輸出電壓；然后分別引電壓和電流進(jìn)乘法器用表顯示模塊功率。圖25 不同溫度下特性曲線(xiàn)（S=）圖26 不同溫度下特性曲線(xiàn)（S=）從上圖同樣可知，光伏模塊的輸出電流隨著環(huán)境溫度的增大而略有減少，而短路電壓有所增大。３系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì)和控制方法光伏并網(wǎng)逆變器的具體電路拓?fù)浔姸?一般可按照有無(wú)變壓器分類(lèi),也可根據(jù)功率變換的級(jí)數(shù)來(lái)進(jìn)行分類(lèi)。高頻DCACDC變流器可將PV陣列輸出的直流電壓變換成可調(diào)的直流電壓；逆變器可將該直流電轉(zhuǎn)換成預(yù)期的交流電壓。以上對(duì)多級(jí)式逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析結(jié)果表明,為了增強(qiáng)承受PV陣列輸出電壓波動(dòng)的能力、擴(kuò)大容量,多級(jí)式逆變器一般包含兩級(jí)或者更多級(jí),通常需要在前級(jí)裝設(shè)一個(gè)高頻變壓器,提高升壓的比例, 實(shí)現(xiàn)必要的隔離。逆變器輸出的視在功率為： （34）那么逆變器輸出的有功功率和無(wú)功功率為： （35） （36）為了能達(dá)到高效功率輸入輸出的目的就要考慮功率因數(shù)，如果功率因數(shù)太低，會(huì)向電網(wǎng)中注入諧波和無(wú)功分量。DCDC變換器如圖36，變換器由輸入電容、四個(gè)帶續(xù)流二極管的MOSFET管、變比為1:N的高頻變壓器、全波整流器中的四個(gè)二極管V1V 直流端電感L和電容C1組成。圖37三相全橋逆變器 d/q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型采用空間矢量直接電流控制策略，在d/q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下建立三相并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的模型。則三相靜止坐標(biāo)系到兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系變換矩陣為: （39） 式（39）乘以式（38），當(dāng)電網(wǎng)電壓三相對(duì)稱(chēng)時(shí)，得： （310）式中:=。圖312完全解耦的電流模型4光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的仿真研究 PSIM仿真軟件的介紹Psim的全稱(chēng)是POWERSIM，專(zhuān)門(mén)為電力電子電源與電力電子傳動(dòng)設(shè)計(jì)。因此，對(duì)于開(kāi)關(guān)過(guò)程的電流、電壓尖刺等暫態(tài)過(guò)程，Psim一般不能直接詳細(xì)描述。double Uout=0。Uout=in[0]。}else{out[1]=0。double sumerrord=0。double p=200。//計(jì)算出的逆變器輸出電壓double UAlfaOut,UBetaOut。Udc=in[6]。 Ialfa=*(IaIb/)。 // 解耦控制deltaIq=IQIq。Uout_c=*UAlfaOutsqrt()/*UBetaOut。5致謝大學(xué)生活一晃而過(guò)，回首走過(guò)的歲月，心中倍感充實(shí)，當(dāng)我寫(xiě)完這篇畢業(yè)論文的時(shí)候，有一種如釋重負(fù)的感覺(jué)，感慨良多。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。最后，我要感謝我的父母對(duì)我的關(guān)系和理解，如果沒(méi)有他們?cè)谖业膶W(xué)習(xí)生涯中的無(wú)私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無(wú)法順利完成今天的學(xué)業(yè)。最后，我要特別感謝我的導(dǎo)師趙達(dá)睿老師、和研究生助教熊偉麗老師。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。從這里走出，對(duì)我的人生來(lái)說(shuō)，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書(shū)寫(xiě)及設(shè)計(jì)過(guò)程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對(duì)我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定）論文密級(jí)：□公開(kāi) □保密（___年__月至__年__月）(保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議)作者簽名：_______________ 導(dǎo)師簽名：________________________年_____月_____日 _______年_____月_____日獨(dú) 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。他在忙碌的教學(xué)工作中擠出時(shí)間來(lái)審查、修改我的論文。 out[1]=。hq=deltaIq*p+sumerrorq。Id=cosFei*Ialfa+sinFei*Ibeta。Ubeta=*(sqrt()/*Ubsqrt()/*Uc)。Ua=in[0]。Udc=600。double Ud,Uq,Id,Iq。int g_nOutputNodes=0。deltU=UsetUout。double Iout=0。在模擬實(shí)際電路的波形方面，Psim不如其它幾種仿真軟件。而且Psim中設(shè)置了動(dòng)態(tài)連接庫(kù)，這樣使用者可以很方便利用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法。 d/q坐標(biāo)系下的控制策略三相并網(wǎng)逆變器的輸出控制采用空間矢量直接電流控制方式，系統(tǒng)控制采用無(wú)功電流控制，控制框圖如圖310所示。仿真和實(shí)驗(yàn)均證明了控制策略的可行性，電流能夠很好地跟蹤電網(wǎng)電壓的相位，實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)并網(wǎng)。MOSFET管必須能承受光伏陣列模塊的開(kāi)路電壓48V，因此選擇擊穿電壓為60V的MOSFET管。當(dāng)逆變器輸出電流與電網(wǎng)電壓反相時(shí)輸出功率因數(shù)為一1，逆變器變?yōu)槲展β?。圖35光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行電路原理圖光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的電路原理如圖35所示，電網(wǎng)認(rèn)為是容量無(wú)窮大的電壓源，、分別是電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)線(xiàn)路阻抗、電網(wǎng)電流；控制輸出電流的并網(wǎng)逆變器看作是電流源，其輸出電流是，同時(shí)此電流也是逆變器輸出電流。由于該拓?fù)淝昂蠹?jí)的開(kāi)關(guān)管工作頻率都很高,從而導(dǎo)致?lián)p耗較大、成本也很高。圖32(b)是把高頻變壓器置于DCDC變換器內(nèi),兩種方式均可實(shí)現(xiàn)隔離功能.圖31 工頻變壓器型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖（a）（b）圖32 高頻變壓器的兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖按照功率變換的級(jí)數(shù)分類(lèi),并網(wǎng)逆變器一般可分為單級(jí)式( S i n g l e S t a g e I n v e r t e r ) 和多級(jí)式(MultipleStage Inverter)兩種拓?fù)浞桨?如圖3所示。 理想光伏電池的轉(zhuǎn)化效率為 （210） （211）式中，為太陽(yáng)輻射功率；為填充因子，填充因子是最大功率矩形對(duì)矩形的比例，若要得到最大效率，不變時(shí)，要使式中分子最大。首先，設(shè)置T端口的電壓為25V，對(duì)S輸入端得電壓進(jìn)行參數(shù)掃描，使其電壓分別從400V增加到1000V，步長(zhǎng)為200V。 （26） （27） （28）其中，、分別為整個(gè)光伏模塊的輸出電壓、電流及功率；、分別為