光储发电系统并网控制策略研究

摘要

面对全球日趋严重的能源危机问题，可再生能源的开发和利用得到了人们的高度重视。其中辐射到地球太阳能资源是十分富饶的，绿色清洁的太阳能不会危害我们的生存环境，因而受到了人们的广泛利用。光伏发电作为可再生能源被广泛的应用，技术不断革新。为了提高光伏发电系统的光电转换效率，需要系统实时的进行最大功率点跟踪。

现如今，全球都将遭受能源匮乏和大气污染严重得重大问题，在当前这种情况下，单相光伏并网逆变器控制系统成为世界各国关注的焦点和研发的重点方向。然而，单相光伏并网逆变器控制系统中的LCL型并网逆变器成为系统的重要角色，对电流的控制成为当前设计人员研究的重点方向。

关键词：LCL 型滤波器，并网逆变器，电流控制，抑制谐波

Abstract

In the face of the increasingly serious global energy crisis, the development and utilization of renewable energy has attracted great attention.Among them, radiation to the earth's solar energy resources is very rich, green and clean solar energy will not harm our living environment, so it has been widely used by people.Photovoltaic power generation as a renewable energy is widely used, technology innovation.In order to improve the photoelectric conversion efficiency of photovoltaic power generation system, the system needs to track the maximum power point in real time.

Nowadays, the whole world will suffer from the serious problems of energy shortage and air pollution. In this situation, the single-phase photovoltaic grid-connected inverter control system has become the focus of attention and the key direction of research and development all over the world.However, the LCL grid-connected inverter in the single-phase photovoltaic grid-connected inverter control system has become an important role of the system, and the current control has become the focus of current designers.

Keywords: Wind Photovoltaic power generation; Maximum power tracking; Inverter; DC/DC

目录

摘要............................................................................................................................. I

Abstract................................................................................................................... III

第一章 绪论............................................................................................................. 1

1.1研究课题背景............................................................................................. 1

1.2国内外关于光伏发电并网控制的发展状况.......................................... 5

1.3并网逆变器发展现状和发展趋势.................................................... 6

1.4课题研究意义............................................................................................. 7

1.5 研究内容及章节安排............................................................................... 8

第二章 光伏发电系统的组成................................................................................ 8

2.1光伏发电系统的基本组成........................................................................ 8

2.2光伏发电系统的分类................................................................................ 9

2.3光伏发电系统的应用.............................................................................. 10

2.4小结........................................................................................................... 11

第三章 光伏并网逆变系统及其控制技术......................................................... 11

3.1光伏并网逆变系统.................................................................................. 12

3.2      并网逆变系统滤波器....................................................................... 12

3.2.1       LCL 型滤波器模型.............................................................. 13

3.2.2       无源阻尼................................................................................ 15

3.2.3       有源阻尼................................................................................ 17

3.2.4       混合阻尼................................................................................ 19

3.3      光储发电系统并网系统模型分析............................................ 20

3.3.1       光储发电系统并网系统概述........................................ 20

3.4      LCL 型滤波器控制策略.................................................................. 22

3.4.1       网侧电流反馈模型............................................................... 23

3.5      本章小结............................................................................................ 24

第四章 光伏发电光储发电系统并网的仿真.................................................... 24

4.1 光伏发电光储发电系统并网的仿真模型搭建................................... 24

4.2仿真结果分析.......................................................................................... 26

4.3小结........................................................................................................... 29

第五章 总结........................................................................................................... 29

参考文献................................................................................................................. 30

致    谢................................................................................................................. 31

第一章 绪论

1.1研究课题背景

在我国光伏并网发电技术仍处于起步阶段，国内大部分国家级示范项目仍采用国外产品，所以我国光伏产业要有突破性的发展不仅需要大规模的项目投资，同时也需要对并网逆变器进行深入研究，利用更高效与可靠的控制技术。

现如今，随着工业迅速崛起，各种能源成为人类生产、生活中不可缺少的东西，能源结构的日益变化推动了人类社会和世界经济的发展和进步。当今，对开采技术的熟练掌握以及各种大型器械的加入，使有限的石化资源更加快速被开采出来，这种过快的开采导致全球能源危机的出现，而作为人口大国的中国，能源总存储量仅占全球总量的百分之十左右。

从环境方面看，现代工业大幅度的兴起，它们的生产离不开对化石燃料的燃烧，在方便人类日常生活需要的同时，也将大量的二氧化碳气体带进大气中，这种气体是形成温室效应的罪魁祸首。能源是人类文明和社会发展的动力，但传统能源的使用对经济和环境的影响也是致命的，因此人们开始寻找一个新的两全其美的途径，逐渐把目光转移到对新能源的开发和使用。由于新能源方面新的技术诞生和发展，使得风能、太阳能等新能源得到快速开发和使用。

就我国目前的现状，能源存储量的开采时间比世界水平低很多，也就是说我国人均消费量严重不足，而且中国的工业主要以煤为消耗燃料，在加速消耗能源的同时又严重加重了对环境的污染，为了制止这种恶性事情的扩大，我国必须对新能源进行开发和鼓励在工业上运用。在新能源的中，太阳能的应用领域最受关注的，应用最为广泛。所以，研发设计光伏发电系统是至关重要。

因此，光伏发电技术凭着资源丰厚的太阳能资源，足以解决当前特殊领域的用电需求，随着技术的不断更新，一定能够成为能源市场上的主力军。总之，光伏发电技术对解决当前能源危机和环境恶化的问题起着非常关键的作用。

1.2国内外关于光伏发电并网控制的发展状况

伴随着电子控制技术的不断革新，同时各种功率型控制设备开关性能上不断增强，这些都会促进光伏发电并网朝着更加稳定可靠地方向发展，在其中扮演至关重要的角色。光伏发电系统中的并网逆变器在系统中也是至关重要的，他可以将太阳能电池产生的直流电转换成电网能够合并吸收的交流电，且交流电的相频特性要与电网保持一致，主要包含电流调节、功率转换等技术方面，我们需要充分学习研究这些技术方法，对并网逆变器的设计奠定坚实的基础。

在欧洲光伏市场的带动下，我国政府大力支持、投资国内的产业，在一定程度上促进了中国光伏产业的发展，但与发达国家相比，我国的光伏产业的发展还是相当缓慢的，因为我国的光伏技术和产业还存在很大的差距，主要表现在生产成本高，技术相对落后，产业链不完善，转换效率低等。因此，我国的光伏产业仍然面临的非常严峻的形势，整体上还有待于进一步的提高。

1.3课题研究意义

近年来由于国内外能源结构体系的变化以及各国政府颁布的对太阳能光伏产业的利好消息，可以看出未来太阳能光伏产业前景是非常光明的，而且具有巨大的市场潜力。太阳能电池成本逐年下降，光伏发电领域己经成为对太阳能开发各个项目中最具活力的领域，但是目前市面上销售的太阳能电池的光电转换效率还不够高，提高转换率主要从以下几个方面入手：

（1）光伏电池组件的工艺，不断的创新，改变光伏组件的工艺，可以提高转换效率。

（2）设计控制电路，对最大功率控制器进行设计，结合一定的算法可以有效提高转换效率。

（3）搭建太阳方向跟随设备，当太阳与光伏电池板的直射方向发生变化时，太阳能电池板可以旋转，保证与太阳照射方向形成垂直。

1.4 研究内容及章节安排

.........

完整论文+matlab/simulink模型仿真点击如下链接下载：