单相光伏并网系统的MATLAB仿真研究

【摘要】：随着我国全年国内生产总值的不断提高，对不可再生能源的依赖明显过度。目前，能源危机问题日益明显，所以，新型能源的应用受到了越来越多的重视。其中，太阳能的可再生性以及清洁性等特点使其备受世界各国的关注，光伏并网系统也成为新型能源开发领域的一个重点发展方向。本文从提高光伏系统并网稳定性的角度出发，对光伏并网发电系统中的电池特性、逆变器控制策略、孤岛检测等问题开展了深入研究。 本文首先对光伏并网系统的背景及意义进行了介绍，对光伏并网系统的构成及应用进行了分析。之后，在MATLAB/SIMUlink环境下对模型进行了仿真，分析光强和温度对其输出的影响。 然后，对目前常用的几种光伏并网控制策略进行了介绍，在进行比较后得出：使用电网电压前馈和锁相环技术的复合控制效果更为理想，并且在MATLAB环境下的总谐波畸变率更小；另外，研究了并网系统在孤岛效应下的影响问题，对常见的孤岛效应检测方式进行了改进，缩短了反应时间，提高了并网系统的可靠性。 【关键词】：太阳能 光伏并网 MATLAB仿真 逆变 孤岛效应
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 本课题研究背景与意义9-11
• 1.1.1 当今社会的能源现状9
• 1.1.2 太阳能资源及特性9-10
• 1.1.3 太阳能源的利用方式10-11
• 1.2 光伏发电发展现状和前景11-14
• 1.2.1 国外发展现状及前景11-12
• 1.2.2 国内发展现状及前景12-14
• 1.3 本文研究的主要内容14-15
• 第二章 光伏发电系统和光伏电池15-28
• 2.1 光伏发电系统概述15-18
• 2.1.1 光伏发电系统构成15-16
• 2.1.2 光伏发电系统分类及应用16-17
• 2.1.3 光伏发电系统的主要研究问题17-18
• 2.2 光伏电池的工作原理述18-19
• 2.3 光伏电池输出特性19-22
• 2.3.1 光伏电池等效电路19-21
• 2.3.2 光伏电池的输出特性21-22
• 2.4 光伏电池的建模与仿真研究22-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 光伏并网逆变器主电路研究与设计28-37
• 3.1 光伏并网逆变器拓扑结构28-30
• 3.1.1 非隔离型并网逆变器28-29
• 3.1.2 隔离型并网逆变器29-30
• 3.2 并网逆变器的技术指标30-31
• 3.3 光伏并网逆变器主电路设计31-33
• 3.4 输出滤波参数设计33-36
• 3.4.1 调制方式的确定33-34
• 3.4.2 LC 参数设计34-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 光伏并网逆变器控制策略的研究37-48
• 4.1 并网系统的电流控制策略37-38
• 4.2 基于电网电压前馈和锁相环技术的复合控制策略38-43
• 4.2.1 电网电压前馈控制38-39
• 4.2.2 PI 控制39-41
• 4.2.3 锁相环技术41-43
• 4.3 并网逆变器的仿真与分析43-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第五章 光伏并网系统的孤岛效应检测48-59
• 5.1 孤岛效应48-50
• 5.2 孤岛检测标准50-51
• 5.3 孤岛检测方法51-53
• 5.3.1 被动检测法51
• 5.3.2 主动检测法51-53
• 5.4 孤岛检测的仿真研究53-58
• 5.4.1 AFD 算法的具体实现53-54
• 5.4.2 AFD 的仿真研究54-58
• 5.5 本章小结58-59
• 第六章 结论与展望59-60
• 6.1 工作总结59
• 6.2 未来工作展望59-60
• 参考文献60-63
• 发表论文和科研情况说明63-64
• 致谢64-65

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