光伏发电系统建模及其仿真

而频率和相位的跟踪速度对于逆变器工作状态有很大的影响，跟踪过快必然会引起逆变器输出电流大范围的突变，甚至可能会造成变压器饱和，可是太慢也是不合理的。

设每个周期调整相位幅度为是内部正弦基准表格的数据个数，为每次改变正弦基准表格的数据个数，则跟踪速度为则在并网电流与电网电压有大小相位差时的跟踪时间由上式可知决定跟随时间跟和相关，考虑到大部分时间里的值都应该比较小，所以般情况下取，而较大时考虑到跟随速度，将设定为相对的分段函数。

锁相环流程图如下毕业设计说明书毕业论文图锁相环流程图离网光伏发电系统的控制光伏充电控制分析在独立光伏发电系统当中，为了确保持续可靠的向负载供电，提高光伏电池发电的利用率，蓄电池作为独立光伏发电系统当中不可缺少的储能设备，起着关键性的作用。

然而蓄电池寿命有限，对其充放电要有严格的并且合理的控制，如不合理的管理控制，再加上光伏系统工作环境和工作的特殊性，会大大缩短蓄电池的寿命。

因此，蓄电池的控制管理是独立光伏发电系统中的关键环节。

如图开始获得电网电压周期和正弦表格值值和正弦表格伯电网电压频率跟踪若，则令若，则令令，作为下个周期值电网电压相位跟踪若，则不改变值若，则若，则中断返回毕业设计说明书毕业论文为光伏电池充电结构图。

光伏阵列光伏充电器结构框图在独立光伏发电系统中，为了在夜间或者连续几天日照不足的情况下，系统仍然可以提供能量满足用户需求，必须备有储存能量的环节。

在独立光伏发电系统中通常采用铅酸蓄电池组作为储能环节。

控制器利用通过功能对蓄电池进行充电管理。

若太阳能电池正常充电时蓄电池开路，控制器将关断负载，以保证负载不被损坏若在夜间或光伏电池不充电时蓄电池开路，由于自身控制器得不到电力，不会有任何动作。

当充电电压低于保护电压时，控制器自动关闭负载，保护蓄电池不受损害。

若充电电压高于保护电压时，自动关闭蓄电池充电，后当电压降低到维护电压时，蓄电池进入浮充状态。

由于太阳能电池的电压与电流并不是线性的关系，且随日照的强度和温度的不同，光伏曲线也有所不同，如图光伏电池的伏安特性曲线，在每条曲线上都有个不同的最大功率点，也就是太阳能电池的最佳工作点。

图光伏电池的伏安特性曲线为了提高光伏发电系统的工作效率，光伏电池得到充分利用，通过寻优过程尽量使光伏电池运行在最大功率点处，若不在，则调节脉宽调制输出的占空比，改变适配器蓄电池毕业设计说明书毕业论文充电电流，使其靠近最大功率点，同时采用调制方式，使得充电电流为脉冲电流，提高充电效率。

独立光伏发电系统的主电路实质上是个降压型直流变换器。

如图，图光伏电池主电路图基于太阳能电池的特殊性，跟踪最大功率点的方式有两种，其是恒定电压式最大功率点跟踪器。

由图可看出，当温度定时，太阳能电池的最大功率点几乎落在同根垂直线的两侧，则我们就可以把最大功率点的轨迹线近似看成电压的根垂直线，即只要保持太阳能电池的输出端为常数，且等于日照强度下对应的最大功率点的电压，那样就可以大致保证在该温度下太阳能电池输出最大功率。

其控制框图如下负载图恒定电压式最大功率点跟踪控制框图恒定电压式最大功率点跟踪方式控制简单，可靠性高，稳定性好。

然而却受到温度的极大影响。

当温度变化较大时，方式下的光伏阵列工作点将偏离最大功调节器毕业设计说明书毕业论文率点。

第二种控制方式是真正的方式，真正的是在任何温度和日照条件下都能跟踪太阳能电池的最大功率。

它是种自主寻优方式，稳定性较差，但是动态性能好。

目前最常用的方式有扰动观测法和电导增量法。

的实质上是在的基础上，改变太阳能电池的工作点电压，使太阳能电池始终等于最大功率点处地电压。

它的内环就是，控制框图如图充电电流电压阵列电压图控制框图真正的的实现可用电导增量法，也可用扰动观测法，理论上电导增量法比扰动法好，能快速适应日照强度变化，然而因为传感器的精度等因素，电导增量法难以实现，因此采用电压扰动法，将本次的光伏阵列的输出功率和上次的相比确定是增加还是减小光伏阵列的电压。

图光伏电池的曲线如图所示，若，说明光伏电池工作在电压峰值左侧，需要继续增大工作电压，从左边向最大功率点靠近若，那说明光伏电池工作在电压调节器调节器调节器毕业设计说明书毕业论文峰值的右侧，则需要减小工作电压，从右侧向最大功率点靠近如果，那说明了光伏电池正处在最大功率点附近，工作电压保持不变即可。

独立光伏发电系统的逆变器控制技术逆变器是太阳能光伏发电系统的核心部件，是将直流电转变为交流电的装置。

光伏电池说发出的电能是直流电能，但是生活中使用的大部分设备都是交流供电方式，因此逆变器的效率将直接影响整个系统的效率，对太阳能光伏发电系统起着至关重要的作用。

光伏电池般是电压源，故逆变器主电路采用电压型控制方式。

光伏电池阵列输出的电压由于光照强度的变化会出现大的波动，因此为了让逆变器在较大的电压变化范围内正常工作，且保证稳定的电压输出，对于逆变器的控制要求则变得越来越严格。

采用控制电路的结构，控制电路时，采用输出电压瞬时值反馈进行波形控制，控制结构图如图逆变器驱动重复控制控制信号调制图控制电路结构该系统结构工作流程如下使用霍尔传感器采样输出电压，采样周期。

输出信号经过霍尔传感器的处理送到模数转换器，并将转换结果存储在中，由此就得到了输出电压的反馈信息。

将采样得到的反馈信息与给定值做比较，得到了偏差信号，将偏差信号和给定信号按定的计算方法计算，得到脉宽控制量。

控制算法则采用重复控制和控制，前者可以保证输出波形的稳定，后者保证了输出波形的毕业设计说明书毕业论文动态性能。

根据上面算出的脉宽控制量，则可以算出当前时刻波的占空比，使其输出波形的占空比按正弦规律变化，由此就得到了高频波。

然后经过滤波，去除高频分量得到正弦波输出电压。

具体分析到控制算法上，我们主要采用的是重复控制和控制。

重复控制理论是种基于内模原理的控制理论，即如果希望控制系统对参考信号进行无静差跟踪时，则产生该参考信号的信号发生器必须包含在个稳定的闭环系统中。

正弦波逆变器的输出电压波形控制实质上是个伺服系统设计问题，系统需要影响，孤岛运行时，扰动信号将会在线路电压上体现积累，毕业设计说明书毕业论文从而检测出孤岛状态。

Ⅰ扰动法通过控制逆变器的输出，周期性的加以有功功率或者无功功率扰动，有功功率的扰动法的原理是周期性改变并网逆变器有功输出功率，同时检测电网线路上的电压幅值是否受到影响。

无功功率扰动法与有功的不同之处在于干扰量是并网逆变器的无功输出。

当市电中断时，由于系统失去稳定的参考电源，扰动将造成系统电压或频率明显的变化，从而检测到孤岛现象。

扰动法原理简单，容易实现，尤其适用于单台并网逆变器。

Ⅱ更改阻抗法在电力输配电线路上加装个电感或者电容，改变系统负载阻抗，当市电故障时，即将电感或者电容并入，通过无功功率破坏系统平衡，可以检测到电压频率的异常，但是这个并联阻抗的选择是个不易解决的问题，而且可能对系统造成过大的影响而误判。

这种方法在时间要求不高的情况下，反孤岛很有效，但系统响应速度慢，而且更改阻抗法也增加成本。

Ⅲ频率偏移法通过偏移市电采样信号的频率来作为逆变器的输出电流频率，造成系统频率的扰动，即而来检测判断孤岛。

当电网正常工作时，由于锁相环的矫正作用，逆变器的输出电压频率与电网电压频率的误差始终在个较小的范围内而当电网出现故障时，逆变器的输出端电压的频率将发生变化，而且该过程会不断重复，逆变器输出电压的频率与电网电压的频率误差会越来越大。

直至超越规定标准，从而触发孤岛效应的保护电路，切断逆变器与电网的连接。

这种方法会造成系统供电不稳定以及输出功率因素降低。

本论文采用简单易行的电压频率检测法，通过对电网电压和频率的实时检测，旦超出孤岛保护标准规定的范围，则实施保护。

根据表所示的标准和设定孤岛保护，为了简化处理也是加快保护时间，程序设定相对快的保护时间，对个市电周期对市电有效值和频率做平均值，如果或者时，程序将在第二个周期关闭逆变器并在个市电周期后打开并网开关使系统切离电网。

程序流程图如图所示，在周期中断中采样得到电网电压值以及在捕获中毕业设计说明书毕业论文断中采样得到电网频率，将电压值和频率与与孤岛设定值做比较，如果超出范围就置孤岛保护标志位，再返回主程序，在主程序中判断孤岛保护标志位来决定是否调用保护程序。

另外在并网之前要先判断是否符合并网条件，符合才能并网，所以在在开机前也要通过对电网的状态进行判断是决定是否并网。

图孤岛保护程序流程图毕业设计说明书毕业论文结论近几年，能源问题变得越来越严重，世界各地开始了对新能源的开发和利用。

太阳能作为种新型的绿色可再生能源，具有储量大寿命长无污染的优点，因此成为最具前途的新能源之。

将太阳能应用于发电更是成为人们普遍关注的焦点，旦成功，利益无穷。

目前，光伏发电作为新代的新型清洁能源，越来越受到大众的欢迎，本论文针对光伏发电的些特点，进行了如下内容的研究和分析本文通过对光伏发电系统的原理和结构的分析，完成了光伏发电系统的建模及其仿真。

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