单相和三相光伏发电是目前广泛应用于太阳能发电系统中的两种主要形式。单相光伏发电系统通常用
于小型家庭和商业场所,而三相光伏发电系统则适用于大型工业和商业用途。
在光伏发电系统中,最大功率点追踪算法(Maximum Power Point Tracking,简称 MPPT)被广
泛应用于提高光伏电池组的发电效率。MPPT 算法的目标是通过调整电池电压和电流,使得光伏电池
组能够以最佳的工作点运行,从而最大化能量的输出。
目前,有多种 MPPT 算法可供选择,包括基于扰动观察法(Perturb and Observe,简称 P&O)、
恒压算法(Constant Voltage,简称 CV)、电导增量法(Incremental Conductance,简称
INC)和变步长扰动法(Variable Step Perturbation,简称 VSP)等。这些算法都能够跟踪光
伏电池的发电曲线并实现最大功率点追踪输出。
为了实现对 MPPT 算法的仿真模型,目前存在两种主要的结构。第一种结构是单级结构,包括光伏电
池与 Buck 电路或 Boost 电路的组合。在单级结构中,光伏电池与电路直接连接,通过 Buck 电路或
Boost 电路来调整电压和电流以实现最大功率点追踪。
第二种结构是两级结构,即光伏电池与 Buck 电路(或 Boost 电路)和全桥逆变器的组合。在这种结
构中,光伏电池先经过 Buck 电路(或 Boost 电路)来调整电压和电流,然后经过全桥逆变器将直流
电转换为交流电进行并网。
除此之外,还有离网三相光伏发电仿真和基于 VSC 控制的三相大功率发电并网两种特殊的光伏发电系
统。离网三相光伏发电系统是指将光伏发电系统与电网分离,实现自给自足的发电。而基于 VSC 控制
的三相大功率发电并网系统则是指通过控制变电站的电压和频率来实现光伏发电系统与电网的安全并
网。
根据以上描述,可以进行光伏发电系统的 MPPT 算法仿真模型的详细讨论。首先,针对单级结构的仿
真,分别介绍光伏电池与 Buck 电路和光伏电池与 Boost 电路的组合原理和电路图,并给出相关部分
的波形图。然后,对两级结构的仿真进行详细阐述,包括光伏电池与 Buck 电路+全桥逆变器和光伏电
池与 Boost 电路+全桥逆变器的组合原理和电路图,并给出相应部分的波形图。
在讨论 MPPT 算法时,对 P&O 算法、CV 算法、INC 算法和 VSP 算法进行详细分析,包括原理和特点
,并给出相应的仿真结果。此外,还可以补充一些关于其他 MPPT 算法的讨论,如模糊控制算法、人
工神经网络算法等。
最后,对离网三相光伏发电仿真和基于 VSC 控制的三相大功率发电并网系统进行介绍和分析,包括原
理、电路图和仿真结果。