摘要
针对两级式三相光伏并网系统中光伏发电效率及并入网的电能质量达不到理想要求的问题，本文提出基于改进蝙蝠算法和扰动观察法结合的最大功率点跟踪控制策略和基于改进滑模控制的并网逆变器控制策略，主要研究内容如下： 首先，分析两级式光伏并网系统的组成。阐述光伏电池的工作原理，仿真分析均匀光照及局部阴影条件下，温度与光照强度对光伏阵列输出特性的影响；选取Boost 升压电路实现最大功率点跟踪；建立光伏并网逆变器的数学模型，研究 LCL型滤波器参数设计及谐振抑制。 然后，针对局部阴影下的光伏阵列输出曲线呈现多峰值，常规的最大功率点跟踪算法无法追踪最大功率点的问题，本文提出一种基于改进蝙蝠算法和扰动观察法结合的最大功率点跟踪策略。蝙蝠算法利用混沌优化策略初始化种群，增加种群多样性；引入自适应惯性权重和 Lévy 飞行，有利于跳出局部极值；再通过动态收缩区间，缩小收敛范围。该复合算法先利用改进蝙蝠算法追踪至最大功率点附近，再切换至扰动观察法，利用其快速收敛特性搜索到最大功率点。通过 Matlab/Simulink仿真分析，该复合算法能快速且准确地追踪到全局最优值，验证了该复合算法优越的跟踪性能。 最后，针对 LCL 型光伏并网逆变器采用 PI控制以至于系统控制性能达不到理想要求的问题，文中提出一种改进型双闭环滑模控制策略。构造积分滑模面，使系统具有全局鲁棒性；电压环在传统指数趋近律的基础上引入状态变量的 P 阶范数，自适应调节系统运动速度；电流环采用二阶超螺旋滑模控制，对趋近律中存在的不连续项进行积分，从而使输出的控制量连续。通过Matlab/Simulink仿真分析，该控制策略能有效减小滑模控制中存在的抖振，改善系统的并网电能质量，增强系统的鲁棒性。
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