图1-1光伏并网发电系统

光伏并网系统通常由太阳能电池阵列、控制器、DC/DC环节、DC/AC逆变器、直流负载、交流负载和电网组成。

太阳能电池阵列吸收太阳光并将其转化为电流，但是其转化性能受日照量、环境、温

度等的影响而大幅度变化。因此需要DC/DC环节，内置升降压电路，起到稳流的作用。此时，稳定的电流就可以直接供给直流负载使用，或是进入下一阶段——逆变阶段。逆变阶段是逆变器将直流电转化为交流电的过程。最后，交流电流入电网或是供给交流负载。其中，稳流装置和逆变装置都需要控制器进行控制，确保直流电压恒定以及交流侧输出高质量且稳定的正弦波。

由于此系统设计有并入电网的需求，故控制器需要控制DC/AC逆变器把稳压直流电转换成与当地的电网同频同相的交流电。因此，在系统并入电网时需要注意一些原则：

（1）接入电网后，保证能有效输送电力以及确保电网的安全、稳定运行。文献综述

（2）光伏并网系统正常运行时，必须保证输出端的电压、相位与电网侧的同步。200kW及以下的分布式并网系统应接入380V电压等级的电网；200kW以上的分布式并网系统应接入10kW（6kW）及以上的电压等级电网。

（3）并网点的短路电流与额定电流之比大于（等于）10。

（4）当在一个并网点处需要连接第二个并网系统时，应全面考虑他们的影响。

（5）根据IEEE Std 1547-2003 标准中规定了60Hz的频率标准，对于中国的50Hz的交流系统，分布式系统容量为30kW的，系统响应时间应为0。16s；容量在30kW以上，频率范围在47Hz到49。5Hz之间的，响应时间在0。6s到300s不等，频率范围处于区间之外的，响应时间依然为016s。[1]

1。4 本文的主要内容

通过上述对光伏发电的背景意义、发展概况以及光伏系统的介绍，以下是本设计所做的主要工作。

（1）主电路的拓扑结构及其数学模型

    首先介绍了光伏并网系统的拓扑图及其主要组成。由此引出本篇论文研究的是逆变器及其控制系统，依据这个画出三相逆变电路的拓扑结构，写出三相静止坐标系下的数学模型。分别经过Clarke变换与Parker变换，得出二相静止坐标系下的数学模型和二相旋转坐标系下的数学模型，为逆变器控制系统中的解耦推导做准备。

（2）逆变器控制系统设计

    首先对逆变控制系统进行概述。提出其控制目标，由此对控制系统进行分析，选择双闭环控制策略。对二相旋转坐标系下的数学模型进行解耦处理，得到解耦控制图。使用基于电压定向的矢量控制以及SVPWM调制技术的方式，画出控制系统框图。最后，以与其他调制方式的对比、原理的解析、公式推导的方式，对电压空间矢量调制解释与述说。

（3）建立仿真模型并分析仿真波形来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

首先简要介绍MATLAB仿真软件的功能以及使用仿真软件的意义。然后，在数学模型建立、SVPWM算法推导以及系统框图的介绍的基础上，建立仿真模型。设置相应的参数，运行成功后，得到仿真波形。对于得到的仿真波形图进行分析，验证系统的可行性。

通过以上内容，完成本次课程设计。

2 三相光伏逆变器主电路的拓扑结构及其数学模型

本章是对逆变器拓扑结构的叙述。在此基础上，建立其三相静止坐标系下的数学模型。再通过Clarke变换与Parker变换，得其二相静止坐标系下的数学模型和二相旋转坐标系下的数学模型。