基于光伏发电系统的智能微网的研究

随着全球范围内可再生能源的逐步消耗以及环境污染的越发严重，人类社会的可持续发展已严重受到影响，从而使得人们寻求新的替代能源。太阳能是世界上最洁净且储能最多的可再生能源，已倍受全世界的关注，目前太阳能发电已是太阳能利用的一个研究重点；由于智能电网的网络系统庞大，且管理复杂，成本高，运行难度大，从而发展智能微网是一个必然趋势，能够满足用户特殊要求等，而本文正是结合太阳能发电与智能微网两者的优势，设计一套10kW的光伏发电微网系统。本文对微网逆变器的拓扑结构和控制策略作了详细的分析，以及微网系统中出现的孤岛效应相关问题作了明确的分析与解释，并针对该问题给出了相关的解决办法。设计该光伏发电微网系统，并进行了相关的实验仿真，实验结果表明了该系统设计的合理性以及控制策略的可靠性与有效性。本文主要内容如下：1、分析了光伏电池的基本工作原理以及输出特性，并根据其特性，对其参数的求取过程作了详细介绍，给出了光伏阵列的数据模型。2、通过对最大功率点跟踪技术的基本方法的分析与对比，得出符合该系统下的最大功率点控制方法，即改进的扰动观察法，并通过建模仿真，证实了改进的扰动观察控制法的有效性。3、重点对该微网系统逆变器的相关内容作了详细介绍与分析。对光伏系统并网理论以及功率传输作了简单描述，并分析了逆变器的拓扑结构。根据该系统的设计要求，对逆变器控制策略着重研究，对文中提到的三种控制策略分别建模仿真，得出结论。4、在分析了反孤岛控制策略的基础上，得出该微网系统适合采用的一种孤岛策略方案，即基于锁相环扰动的主动式反孤岛方案，通过建模，证实了其有效性。