單相光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)控制仿真

1、 單相光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)控制仿真單相光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)控制仿真 學(xué) 號：0000000專 業(yè)：熱能與動(dòng)力工程姓 名：0000000目 錄1 課題選擇的意義2 單相并網(wǎng)系統(tǒng)3 逆變器控制4 系統(tǒng)仿真及結(jié)果分析5 總結(jié)1 課題選擇的意義課題選擇的意義逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心，是太陽能電池陣列發(fā)電單元與公共電網(wǎng)之間能量傳輸?shù)牡倪B接紐帶。因此，逆變器的研究對提高光伏并網(wǎng)發(fā)電效率具有舉足輕重的作用。(1) 人類對能源的需求不斷增加(2) 不可再生能源儲量的減少(3) 一切能量都來自于太陽(4) 光伏并網(wǎng)發(fā)電最典型、最實(shí)用2 光光伏并網(wǎng)發(fā)電伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)系統(tǒng)不可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池

2、陣列與逆變系統(tǒng)組成:可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池陣列、直流變換系統(tǒng)、儲能部分、逆變系統(tǒng)等組成: 3 逆變器控制逆變器控制 圖示單相橋式PWM逆變電路，工作時(shí)V1和V4的通斷狀態(tài)互補(bǔ)，V2和V3也互補(bǔ)。由于電感電流比電壓滯后，電流有正有負(fù)。在電壓正半周，開通V1關(guān)斷V4， V2和V3交替通斷，不管io0還是io0且uguc時(shí)， uo=Ud；uguc時(shí)，uo=0。當(dāng)ug0且uguc時(shí)，uo=0；這樣就得到了SPWM波形uo 。圖中uof為uo中的基波分量。單極性PWM控制方式波形單極性SPWM逆變電路波形電路有三種工作模式： 2D模式、1D1V模式、 2V模式電路的四個(gè)工作時(shí)區(qū)： D1

3、連續(xù)導(dǎo)電區(qū)A V1連續(xù)導(dǎo)電區(qū)B D4連續(xù)導(dǎo)電區(qū)C V4連續(xù)導(dǎo)電區(qū)D單極性SPWM仿真及分析利用MATLAB軟件搭建的單極性SPWM控制原理模型圖如圖所示。4 仿真分析powerguiContinuous=0.85-1單極性SPWM控制原理Simulink建模單極性SPWM控制原理仿真波形單極性SPWM方式下的單相全橋逆變電路仿真模型如下圖所示：powerguiDiscrete ,Ts = 1e-005 sV4V3V2V1Universal BridgegAB+-Switch1SwitchSine WaveScope 3Scope 2Scope 1RLR6R5=R4R2=R1=ProductMu

4、ltimeter12Multimeter4Current Measurementi+-Constant0.85C20C10400V單極性SPWM逆變電路Simulink建模IGBT的柵極信號 單相并網(wǎng)逆變器中各功率開關(guān)IGBT的柵極信號ug1ug4波形圖單相全橋逆變電路的仿真輸出波形仿真結(jié)果輸出波形17次和19次諧波比較嚴(yán)重，幅值分別為基波的33.69%和33.71%。00.010.020.030.040.050.06-400-2000200400Selected signal: 3 cycles. FFT window (in red): 2 cyclesTime (s)0200400600

5、80010000102030Frequency (Hz)Fundamental (50Hz) = 340.2 , THD= 70.92%Mag (% of Fundamental)輸出電壓的頻譜分析基波幅值約為340V，最高分析頻率為1000時(shí)的諧波失真THD達(dá)到70.92%。00.010.020.030.040.050.06-400-2000200400Selected signal: 3 cycles. FFT window (in red): 2 cyclesTime (s)輸出電壓的頻譜分析輸出電流的頻譜分析00.010.020.030.040.050.06-1001020Select

6、ed signal: 3 cycles. FFT window (in red): 2 cyclesTime (s)0200400600800100000.511.522.5Frequency (Hz)Fundamental (50Hz) = 18.27 , THD= 3.81%Mag (% of Fundamental)由于負(fù)載上感性負(fù)載的濾波作用，負(fù)載上交流電流的諧波失真THD為3.81%。單相光伏并網(wǎng)模型Simulink建模powerguiDiscrete,Ts = 5e-005 s.V1v+-Vv+-Universal BridgegAB+-Sine WaveScope 1ScopeR

7、elay 1RelayLCi+-AC220V400V單相光伏并網(wǎng)模型如圖所示滯環(huán)控制并網(wǎng)系統(tǒng)仿真結(jié)果滯環(huán)控制并網(wǎng)系統(tǒng)仿真結(jié)果并網(wǎng)電流幾乎接近正弦波，幅值將近為10A，逆變器的輸出電壓波紋間隙非常小，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)為1的運(yùn)行。00.010.020.030.040.050.06-10010Selected signal: 3 cycles. FFT window (in red): 2 cyclesTime (s)0200400600800100000.0020.0040.0060.0080.010.012Frequency (Hz)Fundamental (50Hz) = 9.946 , THD= 3.73%Mag00.010.020.030.040.050.06-400-2000200400Selected signal: 3 cycles. FFT window (in red): 2 cyclesTime (s)0200400600800100000.050.10.15Frequency (Hz)Fundamental (50Hz) = 311.5 , THD= 111.72%Mag并網(wǎng)逆變器的輸出電流的幅值為9.946A；同時(shí)在最高分析頻率為1000Hz時(shí)的并網(wǎng)逆變器輸出電流諧波失真THD=3.73%，符合逆變器輸出電流波形畸變率小于的并網(wǎng)要求。在最