結合增量電導最大功率追蹤技術與三階換流器之併網型太陽光電能系統之研究

The Research of Grid-Connected Photovoltaic System by Combining Incremental Conductance MPPT Technique and Three-Level Inverters

陳建甫(Chien-Fu Chen)

指導教授 ： 陳昭榮

國立臺北科技大學/電資學院/電機工程系研究所/碩士(2013年)

https://doi.org/10.6841/NTUT.2013.00330

摘要

隨著能源與環境問題日益嚴重，各種再生能源技術不斷發展，太陽能發電無疑是其中極具代表性和發展前景的一種。考量到建立實際太陽光電能系統的複雜性和侷限性，目前常採用模擬軟體建立動態模型，用以研究太陽光電能系統併網運作與太陽光電能系統控制架構等相關問題。
本論文針對三相併網型太陽光電能系統，提出各項數學模型及控制策略。包含太陽電池陣列、升壓式直流/直流轉換器與三相三階換流器等模型之建立。控制策略採用增量電導最大功率追蹤技術與三相三階換流器的電流控制技術，此控制策略使太陽電池陣列得以操作在最大功率點輸出其最大功率，三相三階換流器之輸入端電壓得以穩定在一定值、並輸出三相交流電進入市電網路中。
本論文透過Matlab/Simulink模擬軟體建立100kW之太陽光電能系統，模擬多種環境下系統的運作特性並進行分析，證實本論文所設計的數學模型與控制策略之可行性，且模擬結果顯現本系統在環境變化下仍具有良好的適應性和動態性能。

關鍵字

併網型太陽光電能系統 ； 太陽電池陣列 ； 最大功率追蹤 ； 增量電導法 ； 升壓式直流/直流轉換器 ； 三相三階換流器

並列摘要

As the energy and environmental problems increase more seriously, the renewable energy techniques are continuously developing. Without doubt, one of the most significant representatives is photovoltaic generation. Considering the implications of complexity and limitation by establishing the photovoltaic system, this study adopts the simulation software to build the dynamic model which is to research the issues about the photovoltaic system grid-connected operation. This study proposes mathematical model and control strategy to research on three-phase grid-connected photovoltaic system. Firstly, Mathematical model attempts to establish photovoltaic array, boost converter, and three-phase three-level inverter. Secondly, control strategy utilizes Incremental Conductance MPPT Technique and three-phase three-level inverter which adopts current control method to maximize the photovoltaic array output power, stabilize the DC-link voltage of a three-phase three-level inverter, and export three-phase AC to utility power grid. This study establishes 100 kW photovoltaic system to simulate and analyze the operation characteristic in diverse environments by using Matlab/Simulink simulation software. Therefore, the results prove that the feasibility of using mathematical model and control strategy. Moreover, the simulation results shows the photovoltaic system with well adaptability and performance within dynamic environment.

並列關鍵字

Grid-Connected Photovoltaic System ； Photovoltaic Array ； Maximum Power Point Tracking (MPPT) ； Incremental Conductance Method ； Boost Converter ； Three-phase Three-level Inverter

參考文獻

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