基于PSpice的光伏并網系統仿真研究

摘 要:采用DC/DC和DC/AC兩級拓撲結構對光伏并網系統進行了研究和設計，采用改進的定電壓跟蹤法(CVT)實現最大功率點閉環跟蹤，并將PWM控制器引入并網逆變中，采用三角波比較方式實現SPWM電壓逆變和輸出電流的波形跟蹤與控制，在電壓、電流內環的基礎上引入功率外環以實現系統前后級功率平衡和能量管理，采用基于PSpice的光伏電池仿真模型對所設計光伏并網系統進行了仿真。仿真結果表明，基于PSpice的光伏仿真模型能夠有效地模擬實際光伏并網系統的行為特征，將PSpice軟件用于光伏發電系統的仿真是可行的。

關鍵詞:光伏并網系統; 最大功率點跟蹤; 移相全橋軟開關; DC/AC逆變; PSpice仿真

中圖分類號:TM774 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)12-0185-03

Simulation Research on Photovoltaic Grid-connected System Based on PSpice

FANG Bo， WANG Ye

(School of Electrical and Information Engineering， Xuchang University， Xuchang 461000，China)

Abstract:DC/DC and DC/AC topological structures is adopted to study and design the PV grid-connected system. The closed-loop tracking for MPPT is realized with the improved constant voltage tracking method. The PWM controller is introduced into the grid-connected inverter. The SPWM voltage contravariance and waveform tracking control of the output current are implemented by triangle wave comparison method. Based on voltage and current inter loops， the power outer loop is set up for the power balance between the stages and energy management. The PV grid-connected system is simulated with PV cell array model based on PSpice. The simulation results show that the PV model based on PSpice can effectively simulate the behavior characteristics of the actual PV grid-connected system and PSpice software can be used for PV power system simulation.

Keywords: PV grid-connected system; MPPT; SP-FB-ZVS; DC/AC invert; PSpice simulation

0 引 言

由于光伏電池的特殊性質，在光伏發電系統的研究開發過程中，整個系統的優化設計十分重要，利用計算機對系統進行仿真和輔助設計對于在技術上確定和改善系統的性能、整定元器件參數、分析啟動和失效等極端情況、優化控制策略，以及在經濟上縮短研發周期、降低開發成本等方面都有著重要的意義。可用于光伏系統的仿真平臺軟件有Matlab，SIMPLORER，PSIM等，這些仿真軟件各有各的特點和適用范圍。

PSpice是一款功能強大、應用廣泛的電子電路仿真軟件，具有元器件豐富、支持數/模混合仿真、使用方便等優點[1-2]。本文將PSpice仿真軟件引入到光伏發電系統，將PSpice仿真模型用于光伏并網發電系統的模擬。

1 光伏并網發電系統的拓撲結構 [1，3-4]

光伏并網系統……