- 文献综述（或调研报告）：
- 对于三相并网光伏发电系统的分析和研究，首先可以根据太阳能电池的电气特性以及光伏阵列在不同的光照强度和环境温度下的输出特性，分别对目前几种经典定步长和变步长的最大功率跟踪(MPPT)方法进行理论分析，并结合DC/DC推挽电路的实验台架上进行实验验证；其次，可分析三相光伏并网逆变器的工作原理和拓扑结构，建立三相光伏并网逆变器的状态空间数学模型；然后通过分析dq坐标系下采用LCL型滤波器的三相并网逆变器的数学模型，观察d轴和q轴上的控制变量之间的耦合关系。
通过实验验证了经典的MPPT方法如扰动观察法和导纳增量法采用变步长的策略具有较好的跟踪特性，且扰动步长处理周期为0.25秒情况下实现对太阳能电池最大功率点的快速跟踪。建立了L型、LC型和LCL型滤波器的三相光伏并网逆变器ABC、以及dq坐标系下的空间模型，解释了基于LC型滤波器的三相光伏逆变器采用常规控制策略需要考虑滤波电容电流的影。除了文献中所研究内容之外，还应综合考察MPPT方案的可靠性、稳定性、快速性、精度、效率等多方面因素，同时都需要进行较长时间的检测和对比，同时变步长的MPPT算法更是应当结合天气等多因素的变化因子。针对两级式三相并网光伏发电系统前级DC/DC变换器和后级DC/AC并网逆变器之间控制策略配合问题还需要实验验证，从实验中找到问题的解决方案。
- 以10KW并网发电系统为实验依托，对太阳能三相光伏发电并网系统及其控制方法进行研究。采用智能最大功率控制算法实现太阳能电池板的最大功率输出，能够确保光伏阵列最大限度地将光能转化为电能，提高系统效。
采用直接功率控制技术来控制并网逆变器，从而满足系统动态响应速度和稳态控制精度，确保逆变器实现单位功率的运行。对于逆变环节主电路，选择了前级高频隔离Cuk式变换器的主电路结构，使光伏阵列输出的直流电压能够稳定的工作在最佳状态。
分析太阳能光伏电池外特性，采用基于智能复合控制的太阳能最大功率跟踪控制的方法，并结合神经网络控制和模糊逻辑控制模块，对MPPT控制算法进行仿真。对光伏并网系统的体系结构和光伏逆变器的拓扑结构进行了分析，采用了一种新型的基于多支路结构的高频隔离型Cuk式电路，不仅加入高频变压器电气隔离，其输入输出电流连续，且脉动小，而且Cuk的变换电路变压范围加大，使得MPPT算法更易于控制。
基于V-DPC控制的并网逆变器及其控制策略重点研究及其仿真，证明了并网逆变器完成有功功率和无功功率解耦控制，实现单位功率因数的运行，输出电流与电网电压同频率，系统输出稳定。
- 逆变器作为光伏并网系统的控制核心，有着至关重要的作用。基于开关函数分析并网逆变器在内部功率开关管短路、断路和并网交流侧出口处发生不对称短路时的直流侧电流的故障特征，深入研究直流侧电流 中基波和二次谐波的幅值随故障类型的变化规律，提出了在现有逆变器保护配置的基础上增加了基波过电流保护和二次谐波过电流保护的逆变器保护新方案。采用外特性等效的方法推导了大容量光伏电源的数学模型，针对传统扰动发存在的步长固定、功率损耗等问题，提出了“改进扰动观察法”的最大功率跟踪方案，采用同步PI双环控制策略实现单极式三相电压桥式逆变器的并网控。
大容量光伏电源容量大、串并联电池数目过多，采用外特性等效的方法建模能保证光伏电池的外特性等效和技术指标相同。采用具有阻尼电阻的LCL型滤波器能有效消除谐振尖峰，很好地抑制了高频段谐波电流。“改进扰动观察法”通过设置时间门槛值、输出功率变化量的门槛值和步长扰动，克服了现有一些方法在实际应用中存在的反复扰动、无法稳定工作的缺陷，在实际中不受电流互感器和电压互感器测量误差的影响；最大功率点跟踪输出不受计算误差的影响，可以减少输出功率损耗；变步长扰动可以使光伏电池尽快稳定在最大功率点，使得并网光伏系统的仿真模型更易实现。
- 目前光伏并网发电技术一般采用带有MPPT功能的单位功率因数控制策略，使逆变器输出的电流和并网的系统电压同频同相。在远离电网的边远地区，当负载的无功发生波动时，将会对电网电压产生较大的影响，从而影响到供电质量。
为了维持节点电压稳定，可通过装设相应的无功补偿装备，来满足无功负荷的要求。在实际光伏并网发电系统中，其直流端并联有稳压电容，利用该电容控制其输出并网电流的无功分量，以此来维持并网系统交流电压的恒定。同时通过MPPT来控制并网电流的有功分量完成对有功输出的控制，即通过MPPT电压的控制策略，分别来控制并网电流的有功和无功分量，实现光伏并网的最大功率点输出和维持节点电压恒定。
MPPT有多种实现算如增量电导法、曲线拟合法、神经网络、干扰观测法等。通过最大功率点跟踪与电压控制相结合的三相光伏并网系统的控制策略，实现了并网系统有功输出和无功输出的独立控制，并根据光伏阵列的特性，建立了基于牛顿迭代求解并网运行最大功率点算法，该控制策略能够在快速、准确、有效地跟踪太阳能电池最大功率点的同时，实现了对系统侧交流电压的稳定控制，结果表明，MPPT电压控制策略既能够实现光伏并网的最大功率点跟踪，也能够控制光伏发电系统接入点的交流电压，进一步提升了光伏并网发电系统的应用前景。
- 研究太阳能光伏发电系统，从成本、可靠性和效率的角度出发，主要对系统的结构和控制算法深入研究。确定了光伏发电系统的电网接口标准和所需设计的逆变器规格，然后对现阶段最具代表性的光伏并网逆变系统结构进行了分析和对比；研究光伏阵列模块，根据入射太阳光光照强度与所产生电流之间的关系，对光伏阵列模块的相关特性，如部分遮挡、光伏模块终端的电压/电流纹波进行理论研究，通过仿真软件对光伏阵列模块的各种特性进行仿真模拟，根据光伏阵列模块的数学模型，提出一种新的最大功率点跟踪MPPT算法---基于开关面零均值动态准滑模MPPT控制算，以滑模面周期积分为零代替滑模面为零，解决了滑模控制开关频率不固定，滑模MPPT控制会在最大功率点附近抖动的问题；结合局部扫描法，使得MPPT控制简单易行，响应迅速，鲁棒性较强，开关频率固定，适用于部分遮挡和光照强度变化剧烈的场合，使得光伏并网发电系统能够尽可能大地从光伏阵列模块中获得太阳能量，通过仿真和实验分析验证了所提方法的具有高度精度和高效性。
全桥逆变输出消除了半桥逆变所需的分压电容，可减小高频变压器的容量，而逆变器输出形式采用低频逆变器输出结构能够减少开关损耗，提高逆变效率。采用LCL型输出滤波器，通过引入虚拟电阻，使得不增加实际系统的电阻值，只通过控制逆变器的输出量达到增加阻尼的等效作用，降低了系统的阻尼损耗，增加了系统的稳定性；当逆变器初次投入电网时，直流端电容放电时，电路中必须接入限流电阻以防涌入电流冲击电网；整流器中的二极管必须能承受光伏侧通过变压器施加的反向电，而且二极管的连接电容与变压器漏感构成了无阻尼二阶系统；输入电容的作用是出去光伏阵列模块上由DC-DC变换器产生的高频电流问bong，其作用与功率解耦电容值不同，可通过测量实际逆变器的高频开关噪声优化电容的设计。
- 基于单二极管模型的光伏电池等效电路，由基尔霍夫原理（KCL）可得光伏电池模型的数学表达。DC/AC环流器主要还决定了光伏发电单元的暂态并网特性，目前主流的基于电压源型（VSC）的环流器采用具有内外环结构的双环控制方式为主。外环控制主要以电压为输入，经过控制环节生成内环控制的电流参考值，决定换流器的并网策略和外特性，内环以电流为输入，以外环控制生成的电流参考值为基准，经过控制环节和换流器装置实现电流入。
通过实测及参数辨识技术，研究建立更符合实际物理特性的光伏模型，尤其是对电网动态特性影响较大的、但主要技术被封装的低/高电压穿越功能的实测及建模技术。根据MPPT控制、逆变器附加控制和故障穿越、孤岛保护等策略、方案的共性和差异化特征，开展精细化建模研究。综合考虑光伏阵列、环流器的组合方式、并网拓扑和控制系统，以及电站内部线路、变压器参数，研究大型光伏电站等值建模的理论、方法与模型。除了暂态建模，还应研究包括中、长期等多时间尺度的全过程仿真模型，使光伏发电系统模型能够适应多场景下的并网分析。
光伏发电具有以下特性：
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