基于MPPT算法的光伏并網發電系統simulink建模與仿真
1.課題概述
基于MPPT算法的光伏并網發電系統simulink建模與仿真,包括PV光伏發電模塊,并網電路,MPPT,PWM等模塊。
2.系統仿真結果


3.核心程序與模型
版本:MATLAB2022a

4.系統原理簡介
光伏并網逆變器是光伏并網發電系統的關鍵設備之一,其主要功能是將光伏電池輸出的直流電轉換為符合電網要求的交流電,并實現最大功率跟蹤和并網控制。
常見的光伏并網逆變器拓撲結構有電壓源型逆變器(VSI)和電流源型逆變器(CSI)。其中,電壓源型逆變器應用更為廣泛。以三相電壓源型逆變器為例,其主電路通常由六個功率開關管(如 IGBT)組成,通過控制功率開關管的導通和關斷,將直流電壓轉換為三相交流電壓。
逆變器的控制策略主要包括最大功率跟蹤控制和并網電流控制。在最大功率跟蹤控制方面,通常采用上述的 MPPT 算法,通過調節逆變器的輸入電壓或電流,使光伏電池工作在最大功率點。在并網電流控制方面,采用電流閉環控制策略,使逆變器輸出的電流與電網電壓同頻同相,且滿足電網的電能質量要求。常用的電流控制方法有滯環電流控制、空間矢量脈寬調制(SVPWM)控制等。以 SVPWM 控制為例,其基本原理是根據參考電流和實際電流的誤差,通過坐標變換將三相電流轉換到坐標系下,然后利用空間矢量調制技術計算出逆變器功率開關管的導通時間,從而實現對并網電流的精確控制。
光伏并網發電系統的整體控制策略需要協調 MPPT 算法和逆變器的控制,以實現高效、穩定的發電和并網運行。在系統運行過程中,首先通過傳感器實時監測光伏電池的輸出電壓、電流和光照強度、溫度等環境參數。然后,MPPT 算法根據這些參數計算出光伏電池的最大功率點,并向逆變器發送控制信號,調節逆變器的輸入電壓或電流,使光伏電池工作在最大功率點。同時,逆變器根據電網電壓的相位和頻率信息,采用合適的并網控制策略,將經過轉換的交流電注入電網。在并網過程中,還需要對電網電壓、電流進行監測,確保系統滿足電網的接入標準,如諧波含量、功率因數等指標。
為了提高系統的可靠性和穩定性,還可以采用一些輔助控制策略,如孤島檢測與保護、過壓過流保護等。孤島檢測用于防止在電網停電時,光伏并網發電系統繼續向局部負載供電,形成孤島效應,危及人員和設備安全。過壓過流保護則在系統出現異常電壓或電流時,及時切斷電路,保護設備免受損壞。
光伏電池是基于光伏效應將光能轉換為電能的器件。其基本方程為:


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