光伏直流准并网系统的研究与设计

【摘要】：随着能源的日益枯竭和环境污染的加重，以取之不尽、清洁无污染的太阳能为能源的光伏发电系统成为研究的热门。通过直流母线直接给负载供电的光伏直流准并网系统具有能量传输环节少、低成本、效率高和易于拓展其它能源环节成为解决能源与环境问题，实现可持续发展的关键策略之一。 首先，为了解决光伏并网和独立发电系统的的能量传输环节多、效率低的问题，提出了光伏直流准并网系统，它是由大量并联与直流母线的光伏直流准并网模块、负载和市电组成；研究了把太阳能转化为电能的光伏组件的输出特性。 其次，光伏直流准并网模块是光伏直流准并网系统的核心，它是具有最大功率点跟踪的高增益DC/DC变换器，深入研究了满足其需求的DC/DC变换器的选择、设计和分析方法。 然后，满足负载需求是光伏直流准并网系统最主要功能，研究了可用直流供电的开关电源类负载和直流电机类负载的等效方法；建立了光伏直流准并网模块的控制系统模型，给出了其并入直流母线的控制策略和控制器的设计方法。 最后，为了解决光照强度、负载和市电的变化造成母线的波动，提出了含储能环节的光伏直流准并网系统。在直流母线上直接并入储能环节，分析了其工作电压对系统的影响；建立了含储能环节的光伏直流准并网系统的系统模型，研究了其控制策略；设计了铅酸蓄电池和负载输出控制的硬件和软件。 【关键词】：直流准并网 光伏 直流准并网模块 最大功率点跟踪
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• Contents9-11
• 图清单11-15
• 表清单15-16
• 变量注释表16-17
• 1 绪论17-22
• 1.1 能源与环境17-19
• 1.2 光伏发电国内外发展现状19-20
• 1.3 选题依据和本文研究内容20-22
• 2 光伏发电系统22-33
• 2.1 光伏发电的系统的结构22-25
• 2.2 光伏直流准并网系统25-29
• 2.3 光伏电池元的输出特性29-32
• 2.4 本章小结32-33
• 3 光伏直流准并网模块的拓扑结构分析33-53
• 3.1 光伏直流准并网模块拓扑结构的比较与选择33-36
• 3.2 有源箝位电流源型半桥变换器分析36-44
• 3.3 有源箝位电流源型半桥变换器的建模44-46
• 3.4 有源箝位电流源型半桥变换器硬件参数设计46-50
• 3.5 有源箝位电流源型半桥变换器仿真50-52
• 3.6 本章小结52-53
• 4 光伏直流准并网模块的设计53-68
• 4.1 光伏直流准并网系统的原理53-54
• 4.2 直流负载分类54-57
• 4.3 光伏组件的最大功率点跟踪57-59
• 4.4 光伏直流准并网模块控制系统设计59-63
• 4.5 光伏直流准并网模块的仿真63-67
• 4.6 本章小结67-68
• 5 含储能环节的光伏直流准并网系统68-85
• 5.1 含储能环节的光伏直流准并网系统的产生背景68-69
• 5.2 含储能环节的光伏直流准并网系统结构69
• 5.3 储能环节设计69-72
• 5.4 含储能环的光伏直流准并网系统控制策略72-78
• 5.5 硬件与软件设计78-80
• 5.6 含储能环节的光伏直流准并网系统系统仿真80-84
• 5.7 本章小结84-85
• 6 总结85-87
• 6.1 总结85-86
• 6.2 展望86-87
• 参考文献87-90
• 作者简历90-92
• 学位论文数据集92

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