41、太阳能与智能电网能源管理系统深度剖析

太阳能与智能电网能源管理系统深度剖析

1. 太阳能多串系统与逆变器模拟

在太阳能发电系统的模拟工作中，借助MATLAB 2018A将其划分为四个不同部分进行设计与建模，具体如下：
- 多串太阳能光伏板（SPPV）及其配备最大功率点跟踪（MPPT）的专用直流 - 直流变换器（DCBC）。
- 五电平级联多电平逆变器（MLINV）。
- LCL滤波器。
- 最终实现与电网的集成。

多串方法在动态和静态性能方面展现出优势。多串太阳能光伏板独立工作，其DCBC与MPPT跟踪器协同运行。不过，在电池板出现阴影遮挡时，该方法更容易出现功率不匹配的情况。五电平级联H桥MLINV能够有效地产生五个电压电平，相较于传统逆变器，其谐波失真更小。以下是SPWMT控制方案用于逆变器开关切换的简要说明：
| 控制参数 | 说明 |
| ---- | ---- |
| 开关信号 | 根据特定算法生成，控制逆变器开关的导通与关断 |
| 调制策略 | 采用特定调制方式，确保输出电压的稳定性和准确性 |

多串策略在一定程度上降低了滤波器的要求，对于无变压器的并网太阳能逆变器十分有效。一个由20kWp容量的多串SPPV供电的单相多串并网系统成功实现了400V单相电网的集成，并且通过波形验证了结果的合理性。此外，利用MATLAB中的快速傅里叶变换（FFT）工具对谐波进行分析，结果显示，在应用滤波器之前，MLINV输出的总谐波失真（THD）为16.43%，应用LCL滤波器后，THD降至3.06%，低于IEEE 519 - 2014标准规定的5%。这表明该模拟系统能够在第一阶段从每个SPPV串中提取最大功率点，并在第二阶段满足电网要求，整体