光伏并网检测控制系统研究

【摘要】：随着地球上的能源日益的枯竭,人们越来越重视可再生能源的开发利用,而太阳能作为一种洁净的无污染的可再生能源,无疑将是未来能源利用的主要部分。光伏并网发电更是将太阳能转换为电能,通过逆变器把电能送上电网,现在已经有包括我国在内的很多国家在研究这项具有吸引力的能源利用技术。本文的目的在于研究光伏并网系统,实现最大限度的利用太阳能,并通过检测控制等手段使光伏逆变器达到并网的条件。整个系统主要包括：光伏阵列、直流变换、逆变器、控制电路、检测电路等。在实现最大限度利用太阳能方面,主要利用最大功率点跟踪技术,使光伏电池能工作在最大功率点处,从而实现光伏电池的稳定输出以及充分的利用太阳能能源。而实现光伏逆变器的并网,则要满足逆变器的输出电压要与电网电压同幅值、同频率、同相位,并且要尽量减小并网前的谐波。在本文中主要利用锁相环技术,通过对电压的控制以及对电网电压相位的检测实现逆变器电压与电网电压的同幅值、同频率和同相位。对谐波的处理,本文用的是基于瞬时无功理论的谐波检测,将三相电压电流进行坐标变换,并通过低通滤波器锁相环等,准确的计算出谐波电流。故障检测主要是针对逆变器直流侧和交流并网处的故障进行分析和研究,确保系统的安全稳定运行。本文用运用MATLB来进行光伏并网检测系统的模型仿真和分析。建立了光伏电池的仿真模型,并验证了其正确性；通过MPPT的仿真和分析,找到了适合系统的MPPT控制方法；最后对并网部分进行了仿真,通过对电压电流的检测,验证了整个系统达到了并网条件。 【关键词】：太阳能 光伏并网 MPPT 锁相控制 故障检测
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615;TM921.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 国外的光伏发电的发展和现状10-11
• 1.2.2 我国光伏发电的发展和现状11-12
• 1.3 本文的研究目的和主要内容12-15
• 1.3.1 本文的研究目的12-13
• 1.3.2 本文的主要内容和结构13-15
• 2 光伏并网系统15-23
• 2.1 光伏并网系统概述15-16
• 2.2 光伏逆变器16-20
• 2.2.1 光伏逆变器的类型16-18
• 2.2.2 PWM控制18-20
• 2.3 并网的技术要求20-21
• 2.4 光伏并网的检测控制21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 3 光伏电池的输出特性的检测23-33
• 3.1 光伏电池的工作原理及分类23-25
• 3.2 光伏电池的输出特性25-28
• 3.3 光伏电池数学建模及验证28-32
• 3.3.1 光伏电池的数学建模28-29
• 3.3.2 光伏电池数学模型验证29-32
• 3.4 本章小结32-33
• 4 光伏系统的最大功率点的检测与控制33-44
• 4.1 最大功率点跟踪技术33-35
• 4.1.1 最大功率点跟踪技术33-34
• 4.1.2 最大功率点跟踪的常见几种算法34-35
• 4.2 扰动观察法和电导增量法35-39
• 4.2.1 扰动观察法35-37
• 4.2.2 电导增量法37-39
• 4.3 扰动观察法和电导增法检测最大功率点39-43
• 4.4 本章小结43-44
• 5 光伏并网的检测和故障检测44-60
• 5.1 电压幅值的控制44-45
• 5.2 电压相位和频率的检测与控制45-50
• 5.2.1 锁相环的组成45-49
• 5.2.2 三相锁相环设计49-50
• 5.3 谐波的检测与控制50-52
• 5.4 系统的故障检测52-54
• 5.4.1 系统直流侧故障的检测52-53
• 5.4.2 交流并网处故障的检测53-54
• 5.5 仿真结果54-59
• 5.5.1 锁相环的仿真结果55-58
• 5.5.2 谐波检测的仿真结果58-59
• 5.6 本章小结59-60
• 结论60-62
• 参考文献62-64
• 附录A i_p-i_q运算的谐波检测仿真电路64-65
• 致谢65-66

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