三相光伏发电并网系统的建模与仿真

现代电子技术

Modern Electronics Technique

2015年6月15日第38卷第12期

Jun.2015Vol.38No.12

0引言

光伏发电是一种新型的分布式发电技术，光伏发电系统主要是利用太阳能光伏电池直接对光能进行能量转换从而产生电能的一套装置，但是由于太阳光本身的不稳定等因素，光伏发电并网会对当前电网的稳定性造成一定的影响，因此对光伏发电并网的相关科学研究具有非常重要的实际意义。

近年来，我国对光伏发电并网的相关研究取得了很多关键性的进展，文献[1]对光伏发电并网的几个核心问题进行了研究，通过改进扰动法和Boost 电路实现MPPT ，对比光伏并网的电流控制方式，以双闭环控制对联网逆变器进行控制以及孤岛检测的优化等，该文献为发展分布式能源的高效利用提供了重要参考。文献[2]是在PSCAD/EMTDC 平台上搭建了一个直流光伏发电

模型，该模型的优势在于能够模拟任意光照强度下的光伏I ?V 特性，但未对三相光伏并网系统进行仿真。文献[3]通过实际的光伏发电并网系统的运行数据，系统的介绍了光伏发电并网后对电网的影响，对不同天气情况下的光伏发电功率、孤岛检测和大功率光伏发电并网后对电网负荷的影响等方面进行了研究，并对未来的光伏发电并网的调度、负载等问题进行了分析，对光伏发电的并网研究具有指导意义，但没有提出具体的处理方案。文献[4]主要针对光伏电源在微电网中的接入问题进行了研究，提出以PV 的平均功率来计算储能设备容量的相关方法，并通过仿真验证了该方法具有较好的实际应用价值，但该研究主要针对的是微网环境。

本文主要是在Matlab/Simulink 平台上搭建了一套两极式三相光伏发电并网系统模型，分别建立了基于光伏发电伏安特性的光伏电池阵列模型和基于电导增量法的MPPT 控制模型，通过MPPT 控制提高了光伏电池阵列的工作效率，最后通过仿真验证了本系统具有较好的动态性能。

三相光伏发电并网系统的建模与仿真

缑新科，张明鑫

（兰州理工大学电气工程与信息工程学院，甘肃兰州

730050）

摘

要：为了真实地模拟光伏发电并网系统，针对光伏发电并网的最大功率点追踪，给出了基于电导增量法的控制方

法，提高了光伏电池阵列的工作效率。利用Boost 电路实现MPPT 控制，以SVPWM 变换形成PWM 波，在此基础上分别从光伏发电并网系统的各重要组成部分出发，建立了一套两级式三相光伏并网发电系统模型。最后，通过仿真对所搭建模型的动态性能进行验证。仿真结果表明，该模型能够真实地反映三相光伏发电并网系统的实际运行特性，具有较好的动态性能。

关键词：光伏并网系统；光伏阵列；并网逆变器；SVPWM 中图分类号：TN710?34

文献标识码：A

文章编号：1004?373X （2015）12?0159?04

Modeling and simulation of three ?phase photovoltaic grid connected system

GOU Xin?ke ，ZHANG Ming?xin

（College of Electric and information Engineering ，Lanzhou University of Technology ，Lanzhou 730050，China ）

Abstract ：A control method based on incremental conductance method is given For realistic simulation and maximum power point tracking of the photovoltaic grid?connected system.With the method ，the efficiency of the photovoltaic cell array was improved and MPPT control was achieved by utilizing Boost circuit.In this method ，PWM wave is formed by the transform of SVPWM.On this basis ，a model of two?stage three?phase PV grid?connected system is built.The dynamic performance of the built model is verified by simulation.The simulation results show that the model is able to reflect the real operating characteris?

tics of three?phase PV grid?connected system and has better dynamic performance.

Keywords ：photovoltaic grid connected system ；photovoltaic array ；grid connection inverter ；SVPWM

收稿日期：2014?12?17

基金项目：国家自然科学基金资助项目（51107019）

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