單相光伏發電并網的研究

金愛娟,徐艷超,李少龍

(1.上海理工大學 光電信息與計算機工程學院,上海　200093;2.上海現代光學系統重點實驗室,上海　200093)

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單相光伏發電并網的研究

金愛娟1,2,徐艷超1,李少龍1,2

(1.上海理工大學 光電信息與計算機工程學院,上海200093;2.上海現代光學系統重點實驗室,上海200093)

摘要針對如何提高太陽能光伏發電系統的轉化效率,對具有最大功率控制的系統進行研究,提出了一種雙環控制方式。并以STM32為控制器,給出了其控制方法。通過Matlab建模設計光伏輸出后的控制系統,新的控制系統實現了最大功率跟蹤與功率因數校正。仿真表明,該方式具有簡單、控制方便、效率高的優點。并通過實物加以驗證該方法的可行性,該控制策略可應用于單極式光伏并網系統最大功率點跟蹤控制,且實現了系統的高效率并網運行。

關鍵詞單相光伏發電;最大功率點跟蹤;雙環PID控制;功率因數校正

Grid-connected Single-phase Photovoltaic Power Generation

JIN Aijuan1,2,XU Yanchao1,LI Shaolong1,2

(1.School of Optical-Electrical and Computer Engineering,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093,China;2.Shanghai Key Lab of Modern Optical System,Shanghai 200093,China)

AbstractA double loop control method is proposed to improve the conversion efficiency of solar photovoltaic power generation system based on the research of maximum power control system.The control method based on STM32 controller is presented.A photovoltaic output control system capable of maximum power tracking and power factor correction is designed through Matlab modeling.Simulation shows that the proposed method has the advantages of simple structure,convenient control and high efficiency.Its feasibility is verified through the material object.The control strategy can be applied to the single-stage photovoltaic grid system with maximum power point tracking control to realize the efficient parallel operation system.

Keywordssingle phase photovoltaic power generation;MPPT;double loop PID control;PFC

對于光伏發電系統來說,典型的MPPT控制模型主要包括光伏陣列模塊、MPPT算法及PWM模塊、 DC/DC變換模塊[1-3]。MPPT模塊主要是控制算法,目前國內外出現的MPPT算法種類繁多,有各自的優缺點,其中擾動觀察法(P&O)和增量電導法(INC)因發展成熟、控制簡單、精度高而被普遍采用[4],PWM模塊輸出用以控制后級DC/DC電路。DC/DC變換中Buck和Boost變換器效率是最高的[1],Buck作為降壓型實現高壓變換為低壓,通常光伏陣列輸出電壓等級較低,若要并網,網側等級較高,故Buck電路較少用于并網系統。 Boost電路屬升壓型,可將光伏陣列輸出電壓抬高,易于實現并網。同時,Boost電路的阻抗變換功能常用于MPPT控制,驅動也相對容易。……