摘 要

太阳能是被誉为最有发展潜力的一种绿色能源，在人们越来越重视资源环境的今天得到了很好的发展机遇。近年来，光伏发电技术得到了长足的进步，成为了利用太阳能的最重要的主要应用方式之一。

本论文通过对不同文献的阅读了解，以及国内外对于太阳能光伏逆变器控制策略的研究，了解到三种光伏逆变器三种控制策略（PQ控制、V/F控制、Droop控制）的原理,PQ控制的并网运行有功功率和无功功率的输出；V/F控制的独立运行和孤岛状态下的电压和频率的调节；Droop控制的模仿传统电力系统的下垂特性，通过解耦有功功率-无功功率与电压-频率之间的关系进行系统电压和频率的调节方式；

采用Multisim软件平台对三种不同的逆变控制策略进行仿真建模，并在光伏-船电并网的过程中，对特定参数下研究他们的并网速率以及并网效率，并在此基础上设计出一种更加合理的并网控制策略。

通过在Multisim软件平台对三种控制策略仿真模拟，通过对比其仿真结果进行分析，得到一种更适合船舶电网的控制方法。

关键词：太阳能光伏逆变器；PQ控制、V/F控制、Droop控制；Multisim仿真

Abstract

Solar energy is known as the most development potential of a green energy, people pay more and more attention to the resources and environment today has been a very good development opportunities. In recent years, photovoltaic power generation technology has made great progress, has become the use of solar energy, one of the most important main application.

In this paper, the understanding of different literatures, as well as domestic and foreign research on solar photovoltaic inverter control strategy to understand the three kinds of photovoltaic inverter three control strategies (PQ control, V / F control, Droop control) principle , PQ control of the grid running active power and reactive power output; V / F control independent operation and isolation of the voltage and frequency of the island state; Droop control to imitate the traditional power system sagging characteristics, by decoupling active power - the relationship between reactive power and voltage - frequency The system voltage and frequency adjustment mode;

Three different inverter control strategies are simulated and simulated by Multisim software platform. The grid-to-grid efficiency and grid-connected efficiency are studied under the specific parameters in the process of PV-ship-to-grid connection. Design a more reasonable grid control strategy.

By simulating the three control strategies on the Multisim software platform, a more suitable control method is obtained by analyzing the simulation results.

Keywords: solar photovoltaic inverter; PQ control, V / F control, Droop control; Multisim simulation

第1章 绪论 4

1.1课题研究背景及意义 4

1.2国内外研究现状 5

1.3论文的主要研究内容 8

第2章 光伏发电并网运行主电路的仿真 9

2.1单相光伏并网逆变电路的设计 9

2.1.1单相并网逆变器 9

2.1.2单相逆变器主电路模型的构建 9

2.2三相光伏发电并网模型 10

2.2.1三相光伏发电并网主电路模型 10

2.3小结 13

第3章 PQ控制模型 13

3.1 PQ控制策略 13

3.2有功电流控制电路的设计（功率控制电路） 17

3.3外同步监测电路的设计（电流控制电路） 21

3.4小结 23

第四章 微网运行策略仿真 24

4.1 V/F控制仿真 24

4.1.1V/F控制策略 24

4.1.2 V/F变换电路的设计 25

4.1.3 内同步信号监测（电流内环控制） 26

4.2 Droop控制策略仿真 28

4.3小结 30

结论 31

致谢 31

参考文献 31

第1章 绪论

1.1课题研究背景及意义

自古以来，海洋一直是人们获取资源的重要宝库。而海上运输也是海洋无私地提供给了人类的一种重要的运输方式。随着经济水平的不断增长，海洋船舶运输也越来越繁忙。而在运输过程中所消耗的巨量的化石燃料，也随着资源的不断减少而成为了越来越重要的问题。而在运输过程中所产生的污染也是不能忽视的问题，极端的天气情况和各种人为的污染使各种灾害不断发生,而这种趋势不断延伸下去将威胁人类生存^[1,2]。而太阳能作为一种清洁能源，被认为是一种极有发展前途的未来能源^[3,4]。当把它应用到船舶上时，会有广阔的前景。

利用太阳能的方式不少，而光伏发电成为了现在最流行也是最主要的利用太阳能的方式之一。光伏发电位置分散灵活，对于船舶上相对分散的电器与用电需求是一种非常不错的契合。现阶段由于光伏发电设备的制约，以及光伏逆变器转换功率的制约，所以船舶光伏系统并不能够完全替代船舶主柴油发电机，但是它可以采用并网的方式，去缓解和分担一部分主体柴油发电机的负载，它与船舶电网并联相互支持，也使电网的可靠性得到了极大的提升^[5-7]。