基于UPS的光伏发电系统的研究

【摘要】：光伏发电系统将太阳能转化为电能,然后供用电负荷使用、存储或者送入电网。根据其与电网的关系,可将现有的光伏发电系统分为独立离网系统和并网系统。在离网型光伏发电系统中,光伏阵列对蓄电池充电和向负载供电,当光伏阵列发出的电能不足以供给用户使用,用蓄电池作为能量补充。但是蓄电池的供电能力有限,不足以满足用户的大功率长时间需要。在并网型光伏发电系统中,避免了这种情况发生,但是增加了逆变器的数量,增加了成本。 本文将现有的两种系统结合,即用UPS连接电网与光伏发电系统,UPS包含有双向变换器和蓄电池。交流电网断电时,普通的UPS启用蓄电池作为备用电源供电,但是蓄电池供电能力有限,不能长时间给负载供电。在带有UPS的光伏发电系统中,光伏阵列发出的电能经过UPS一边由双向变换器逆变成交流电供给负载,一边对蓄电池充电。这样不仅解决了对重要负载的正常供电,保证了供电可靠性；还解决了蓄电池的储能有限问题,延长UPS的应急供电时间；另外,从结构上,比传统的并网光伏发电系统少了一个逆变器,也节省了成本。 本文研究的主要内容包括：首先介绍带有UPS的光伏发电系统的结构及原理。在分析双向变换器的拓扑结构、工作原理的基础上,采用基于前馈解耦控制的双环控制策略,实现整流逆变不同模式的自动切换以达到能量双向流动的目的。研究方向主要侧重于双向逆变器的控制及硬件电路设计,主要包括控制方法的研究、空间矢量的实现、硬件电路设计以及仿真验证。 【关键词】：UPS 光伏发电系统 前馈解耦 双闭环控制 硬件设计
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 课题背景11
• 1.2 光伏发电系统的研究现状11-15
• 1.2.1 最大功率点跟踪技术11-12
• 1.2.2 DC/DC变换器结构12-13
• 1.2.3 双向变换器控制技术13-15
• 1.2.4 蓄电池储能技术15
• 1.3 光伏发电的运行方式15-16
• 1.4 本文主要的研究内容16-19
• 2 三相电压型PWM双向变换器的原理与控制19-35
• 2.1 PWM变换器的工作原理19-21
• 2.2 PWM变换器的建模21-25
• 2.2.1 三相静止坐标系中的数学模型21-22
• 2.2.2 同步旋转坐标系中的数学模型22-25
• 2.3 三相电压型PWM变换器的控制25-33
• 2.3.1 变换器的可逆运行原理及双环控制25-30
• 2.3.2 前馈电流解耦控制30-31
• 2.3.3 电压空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)31-33
• 2.4 本章小结33-35
• 3 带有UPS功能的光伏发电系统35-45
• 3.1 带有光伏发电的UPS系统的整体方案设计35
• 3.2 光伏电池特性35-37
• 3.3 磷酸铁锂电池37-39
• 3.3.1 磷酸铁锂电池的工作原理37-38
• 3.3.2 磷酸铁锂电池的特性38-39
• 3.4 DC/DC变换器设计39-43
• 3.4.1 电路拓扑结构的选择39-40
• 3.4.2 最大功率点跟踪功能的实现40-43
• 3.5 系统各功能的实现与配合43-44
• 3.6 本章小结44-45
• 4 系统的硬件设计45-57
• 4.1 主电路设计45-49
• 4.1.1 功率器件IGBT的选型46
• 4.1.2 交流侧电感的设计46-49
• 4.1.3 电容的设计49
• 4.2 检测控制电路设计49-52
• 4.2.1 储能电池电流采样电路设计49-50
• 4.2.2 蓄电池电压采样电路50
• 4.2.3 电网电压过零检测50-51
• 4.2.4 相序检测电路51-52
• 4.3 保护及驱动电路设计52-55
• 4.3.1 过温保护电路52
• 4.3.2 过压保护电路设计52-53
• 4.3.3 驱动电路设计53-55
• 4.4 本章小结55-57
• 5 仿真验证及分析57-63
• 5.1 仿真模块的搭建57-60
• 5.2 仿真结果分析60-63
• 6 总结与展望63-65
• 6.1 总结63
• 6.2 展望63-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-71
• 作者简介及读研期间主要科研成果71

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于模糊控制的最大功率点跟踪方法研究    任碧莹;钟彦儒;孙向东;同向前;

新型磷酸铁锂动力电池    方佩敏;

基于扰动观察和二次插值的光伏发电最大功率跟踪控制    邱培春;葛宝明;毕大强;

模糊控制技术与神经网络法相结合实现光伏发电系统最大功率点跟踪    郑蕾;黄克亚;

几种无功补偿技术的分析和比较    杨孝志;

基于数字控制单相PFC系统的研究    莫丽琴;

基于电流单参量控制的MPPT系统的设计    洪岳;陈长缨;王康模;邓韡;傅倩;

风力发电并网逆变器的前馈解耦控制    李正熙;郑春雨;樊生文;

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

基于Lyapunov理论的交流传动系统建模和稳定性分析    刁利军;刘志刚;孙大南;贾利民;

基于CANopen的能馈式供电系统网络控制研究    梅樱;刘志刚;张钢;王磊;全恒立;

基于SVPWM高功率因数整流器的建模与仿真    张树团;张凯;李静;

基于DSP的三相电压型整流器    张树团;高艳丽;杨祥红;翟鸿君;

基于变阻尼的电压型PWM整流器无源控制研究    夏培容;尹怡欣;王久和;张金龙;

江南体育在线直播观看 并网发电系统的研究    王飞,余世杰,苏建徽,沈玉梁

混合式自调整模糊控制在DC/DC变换器中的应用    任碧莹,余健明,同向前,孙向东

户用光伏并网发电系统的研究与设计    郑诗程,丁明,苏建徽,茆美琴

自适应算法在光伏发电系统最大功率追踪中的应用    张淼,吴捷,侯聪玲,李金鹏

以电导增量法实现MPPT的单级光伏并网逆变器    叶满园;官二勇;宋平岗;

几种光伏系统MPPT方法的分析比较及改进    徐鹏威;刘飞;刘邦银;段善旭;

模糊/PID双模控制在光伏发电MPPT中应用    乔兴宏;吴必军;邓赞高;游亚戈;

光伏阵列最大功率点跟踪控制方法综述    周林;武剑;栗秋华;郭珂;

基于DSP控制的单相光伏并网逆变系统的设计    吴玉蓉;张国琴;

基于PSCAD的光伏阵列和MPPT控制器的仿真模型    孙自勇;宇航;严干贵;李军徽;陈葳;

发展中的江南体育在线直播观看 发电系统    邱毓昌

西藏光明工程先导项目──6kW无电村用光伏发电系统研制    江燕兴,许洪华,李平,刘光启,赵斌

中日合作江南体育在线直播观看 发电系统    李爽,刘光启,许洪化,赵斌

光伏发电系统:一种解决能源危机的重要方法    史云鹏,王莹莹,王超

光伏发电系统优化分析    汤叶华;谢建;刘祖明;廖华;陈庭金;

江南体育在线直播观看 发电技术(7) 光伏发电系统的负载与配线    马胜红;陆虎俞;

独立户用光伏发电系统成本影响因素及其分析    李冬梅;刘志璋;刘志强;

江南体育在线直播观看 发电系统为半导体行业带来新机会    周智勇;

高能效直流模块式光伏发电系统性能评估    刘邦银;段善旭;康勇;

江南体育在线直播观看 发电系统的原理及其发展    沈国良;赵旭升;

光伏发电系统用高效逆变器的研究    周光明;沈煜;张晋茂;麻凯恩;朱正菲;杜强;

江南体育在线直播观看 发电系统性能分析的模糊综合评价方法    陆亚萍;梁小冰;

分布式光伏发电系统及微型逆变器综述    程丽敏;曹阳;

江南体育在线直播观看 发电系统工程结构强度设计    郝文华;

光伏发电系统的计算机辅助设计    王景义;

户用独立式光伏发电系统研究    李春华;刘维亭;姜文刚;

光伏发电系统建模及其控制器参数的全局优化设计方法研究    谢亦丰;祝明华;熊连松;李琛;卓放;张海龙;

用于热光伏发电系统的发射体材料的研究进展    徐峰;刘爱民;罗慧晶;翁占坤;

小型离网光伏发电系统的设计    程启明;李明;陈根;王鹤霖;

光伏发电系统的过去,现在和未来    冯垛生;

莱芜供电首建光伏发电系统    王宪才　魏延彬

莱芜供电公司建成首个光伏发电系统    通讯员 王宪才　魏延彬

光伏发电系统租还是买？    徐瑶

数倍聚光跟踪光伏发电系统解决太阳能高成本难题    申淳

晶澳公司捐赠光伏发电系统    特约记者 牛献力　通讯员 王丽英

美研制新式太阳能热光伏发电系统    记者 刘霞

广东最大户用光伏发电系统亮相    本报记者　 戈晓芳 见习记者 于洋

我市首座江南体育在线直播观看 发电系统正式并网发电    记者 王莹　特约通讯员 刘孟君

我省光伏产业又添高科技“新丁”    记者 星子

依托自然优势发展新疆光伏产业    苏国平　新疆经信委副主任

光伏发电系统效率提高理论方法及关键技术研究    朱艳伟

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

光伏发电系统运行理论与关键技术研究    徐瑞东

江南体育在线直播观看 发电系统的控制问题研究    熊远生

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

泛（火用）分析方法及其应用研究    蒋爱华

新型光伏发电系统的研究    韩志强

光伏发电系统监控与发电预测模型研究    李徐辉

光伏发电系统中双模式逆变器控制策略研究    周阳

光伏发电系统电压稳定控制技术的研究    王培波

光伏发电系统效率优化问题的研究    王丹

高效率的江南体育在线直播观看 发电系统设计及优化分析    谢旗辉

光伏发电系统高效电能变换技术研究    刘阳

基于双频变换器的单相光伏发电系统研究    方堃

单相光伏发电系统与并网控制策略的研究    宋涛松

江南体育在线直播观看 发电系统的研究    孔娟