大功率光伏特性模拟电源的研究

【摘要】：随着光伏发电技术的不断进步,光伏逆变器从中、小功率等级逐渐向大功率等级发展。光伏逆变器的MPPT性能直接关系到光伏电站的发电量和投资回报,若采用真实的光伏阵列进行试验,不仅投资大,而且受环境条件的制约,延长了研发周期。因此,有必要研制一种可以模拟光伏阵列输出特性的大功率电源。本文详细阐述了一种基于PWM整流器的光伏模拟电源,研究其控制策略,并通过仿真和实验验证了采用的控制方法的正确性以及所研制的模拟电源的可行性。 首先,为获取光伏阵列特性数据,分析了光伏电池的输出特性。在总结了现有光伏电池数学模型的基础上,针对应用于光伏模拟电源的场合,改进了分段多项式拟合模型,并利用Matlab/GUI建立了人机界面。考虑到部分光照遮挡下光伏阵列输出特点,研究了多峰特性的拟合算法。 其次,围绕光伏模拟电源的控制策略进行研究。介绍了PWTM整流器的工作原理,建立了三相电压型PWM整流器数学模型。分析对比了电网电压定向下光伏模拟电源的三种控制方法,以及虚拟磁链定向下光伏模拟电源的控制方法,并分别通过Matlab仿真进行了分析和研究。 之后,针对基于PWM整流器的光伏模拟电源,直流电压工作范围扩展的控制策略进行了研究。在分析了SVPWM过调制算法的基础上,研究了光伏模拟电源的虚拟弱磁控制策略,通过仿真和实验,验证了算法的正确性。 最后,基于Matlab工具对光伏模拟电源与逆变器互联的MPPT,以及光伏模拟电源多峰特性输出进行了仿真验证。作为对理论和仿真分析的验证,搭建了光伏模拟电源的实验平台进行了大功率实验验证。通过被测光伏逆变器的MPPT等实验,验证了光伏模拟电源的控制策略的有效性和可行性,为今后大功率光伏逆变器的测试设备打下工程应用基础。 【关键词】：光伏阵列 PWM整流器 模拟电源 虚拟弱磁
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-21
• 1.1 光伏发电的发展现状与前景11-14
• 1.1.1 世界光伏发电发展现状11-13
• 1.1.2 中国光伏发电发展现状13
• 1.1.3 光伏发电发展前景13-14
• 1.2 光伏模拟电源概述14-20
• 1.2.1 光伏模拟电源研究意义14-15
• 1.2.2 光伏模拟电源研究现状15-20
• 1.3 本文的主要内容20-21
• 2 光伏阵列特性研究21-39
• 2.1 光伏电池的输出特性21-23
• 2.1.1 温度特性22
• 2.1.2 光照特性22-23
• 2.1.3 光谱特性23
• 2.2 光伏电池数学模型23-27
• 2.2.1 单二极管模型24
• 2.2.2 双二极管模型24-25
• 2.2.3 工程指数模型25-26
• 2.2.4 多项式拟合模型26-27
• 2.3 光伏阵列建模与仿真27-30
• 2.4 统一分段多项式拟合模型30-35
• 2.4.1 统一分段多项式拟合算法研究31-32
• 2.4.2 仿真与计算分析32-35
• 2.5 光伏阵列多峰特性拟合35-39
• 3 光伏模拟电源工作原理39-55
• 3.1 PWM整流器工作原理39-41
• 3.2 三相电压型PWM整流器数学模型41-44
• 3.2.1 在abc三相静止坐标系下模型41-43
• 3.2.2 在αβ两相静止坐标系下的模型43-44
• 3.2.3 在dq同步旋转坐标系下的模型44
• 3.3 光伏模拟电源控制策略44-55
• 3.3.1 基于电网电压定向矢量控制44-51
• 3.3.2 基于虚拟磁链定向矢量控制51-55
• 4 光伏模拟电源虚拟弱磁控制55-67
• 4.1 SVPWM过调制55-60
• 4.2 虚拟弱磁控制60-67
• 4.2.1 原理分析60-63
• 4.2.2 仿真研究63-64
• 4.2.3 实验验证64-67
• 5 光伏模拟电源仿真及实验67-77
• 5.1 光伏模拟电源仿真分析67-72
• 5.1.1 逆变器MPPT控制67-70
• 5.1.2 光伏阵列多峰特性模拟70-72
• 5.2 大功率实验平台及实验72-77
• 5.2.1 实验平台介绍72-73
• 5.2.2 实验验证73-77
• 6 结论77-79
• 参考文献79-83
• 附录83-85
• 作者简历85-89
• 学位论文数据集89

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

一种过调制算法及其在永磁同步电动机弱磁控制中的应用    吴芳;万山明;黄声华;

SVPWM过调制中控制角算法的分析与应用    王旭东;张思艳;余腾伟;

PWM整流器虚拟电网磁链定向矢量控制仿真研究    赵仁德,贺益康

多项式拟合的光伏电池阵列模拟器研究与设计    张厚升;赵艳雷;

三相电压型PWM整流器的数学模型和主电路设计    史伟伟,蒋全,胡敏强,唐国庆,蒋平

空间矢量脉宽调制过调制技术研究    张俊洪,赵镜红

空间矢量PWM过调制策略的分析和仿真    王琰,程善美

虚拟磁链定向的PWM整流器矢量控制研究    郑征;景小萍;

SVPWM过调制算法的理论分析与实验应用    吕敬;张建文;王晗;蔡旭;

基于双指数简化模型的太阳电池输出特性    钟华;范影乐;陈可;

三相电压型PWM整流器的直接功率控制技术研究与实现    陈伟

校验氧化锌避雷器带电测试仪的新方法    朱琦;王刘芳;王庆军;汪宇;

线性控制系统Nyquist稳定判据的教学方法研究    张德祥;王莹;张倩;张媛媛;

太阳电池的负载匹配理论与负载变换技术    王康模;陈长缨;于志刚;刘兴华;刘小冲;赵俊;

ITO/Si/Al结构太阳电池pn结光电特性仿真研究    施敏;王强;孙玲;

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;

Ⅱ类单晶硅片太阳电池扩散工艺的优化研究    杨超;沈鸿烈;吴京波;李琼;李斌斌;冯晓梅;

光伏模拟器的设计及仿真验证    杨文燮;胡仁杰;卢志伟;

捷联惯导系统内水平阻尼网络设计    查峰;许江宁;覃方君;纪兵;

电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计    王久和;张金龙;李华德;

光伏系统的定额输出功率控制研究    丁文俊;宋平岗;

基于OIF-Elman网络的光伏电源最大功率点跟踪方法研究    苏刚;龚威;潘雷;高瑞;王贝贝;

基于简单空间矢量下单周控制的三相双向整流器    王永;

PLC控制的气动控制元件在条并卷联合机上的应用    王晓松;

电网电压波动对有源滤波器的影响及仿真分析    陈骏峰;杨璇;徐金榜;沈安文;

推拉式酸洗全自动活套速度PID控制及应用    田家垒;

河工潮汐模型潮水箱潮位控制策略研究    屈波;杜德军;彭涛;

Double-Mode Modulation based on Limited Trajectories for ANN-SVPWM in PV Grid-Connected Inverter    

A Neuroendocrine-Immune Network based Control Strategy for Single-Phase Photovoltaic Grid-Connected Inverter    

基于动态电容充电的光伏阵列Ⅰ-Ⅴ测试仪    张国荣;瞿晓丽;苏建徽;刘宁;董康;

基于MATLAB的变风量(VAV)空调系统的控制新策略的理论分析及研究    施志钢;胡松涛;王刚;李安桂;

GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究    张涛

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

类菱形车转向系统研究与分析    查云飞

六相永磁同步电动机驱动控制系统的研究    朱建光

永磁风力发电机分布式直流并网变流器的研究与实现    张洪阳

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

微网控制及小信号稳定性分析与能量管理策略    苏玲

铝合金脉冲MIG焊过程多信息分析及解耦控制    黄健康

微电源并网同步检测与定功率输出控制技术研究    龚宇雷

具有目的域的光电稳定跟踪系统满意控制策略    陈益

虚拟倒立摆系统的控制研究    郑洪波

太阳能辅助热泵多功能复合机的电气化改进及其控制    马秋环

基于ARM的SVG型低压无功补偿控制器的研究    张永臣

基于运动控制的虚拟样机技术的研究    杨列坤

智能控制算法在倒立摆系统中的应用研究    檀庭跃

BP神经网络研究与硬件实现    李安新

基于Hopfield神经网络控制系统的研究    陈少华

无人机航迹跟踪控制方法研究    吴国强

光纤陀螺捷联系统振动特性研究    孙巧英

船舶直驱式容积控制液压舵机系统的分析与设计    韩洪祥

两种SVPWM过调制方法的比较研究    张艳芳,林飞,马志文,郑琼林

设置扇形边界死区的电压型PWM整流器直接功率控制    王久和,李华德,杨立永

电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计    王久和;张金龙;李华德;

光伏并网发电系统对电网的影响及相关需求分析    杨卫东;薛峰;徐泰山;方勇杰;李碧君;

PWM整流器的控制器工程化设计方法    熊健,张凯,陈坚

应用过调制技术扩展永磁同步电机运行区域    梁振鸿,温旭辉

一种新的准固定频率滞环PWM电流控制方法    杨旭,王兆安

考虑随机阴影影响的光伏阵列失配运行特性    卞海红;徐青山;高山;雪田和人;一柳胜宏;

基于支持向量机的局部阴影条件下光伏阵列建模    陈阿莲;冯丽娜;杜春水;张承慧;

基于XC164的数字式光伏阵列模拟器研制    韩珏;李欣;林平;胡长生;

PWM整流器及其控制策略的研究    张兴

光伏并网功率调节系统及其控制的研究    汪海宁

数字式太阳能电池阵列模拟器的研究与设计    王爽

基于DSP2407的光伏方阵仿真电源的设计与研究    张熙霖

基于自耦变压器的24相整流电路研究    曹承洁

太阳能电池阵列模拟器的研究与设计    韩珏

江南体育在线直播观看 发电系统的研究    孔娟

一个光伏阵列模拟器的设计    朱丽

三电平PWM整流器研究    金红元

光伏电池特性研究    张利

光伏方阵失配现象研究    刘素梅

基于DSP的数字光伏模拟器研究    曹伟

《阳光能源》话你知 中国光伏想有一个家!    陈昆泉;

光伏产业:跨过寒冬是春天    胡兴军;

光伏工程都被谁抢走了    

光伏产业新动力：高纯冶金级硅太阳电池产品投入市场——CSI阿特斯宣布UMG组件e-Modules正式下线    袁麟;

光伏建筑一体化(BIPV)及其在江苏的推广运用    周又可;韩小平;

发改委工信部着手调查光伏产能是否过剩问题    

光伏产业面临的研发挑战    Els Parton;Philip Pieters;Jef Poortmans;

陕西省光伏产业将实现产值2280亿元    

我国藏区光伏产业和市场大发展的思考(上)    尼玛江才;

上网电价——光伏产业“大餐”的“调味剂”    

光伏玻璃中铁及其他着色金属离子的控制和管理    付玉生;张健;

经济转型背景下中国光伏产业培育和发展初探    唐青;

江苏光伏产业发展状况探析    

江南体育在线直播观看 产业的发展催化我国钢丝深加工技术的提升    李国府;吴文晨;宋仁伯;袁康;

新能源光伏产业的示范效应分析与发展对策——以保定英利新能源有限公司为例    王军;陈龙珠;崔秀丽;张国锋;

以创新管理应对金融危机——安彩光伏项目发展的启示    苍利民;关丽哲;阎韬;徐建军;王秀林;王茂鸿;刘凤玲;

新世纪光伏产业展望    施正荣;

中国的江南体育在线直播观看 产业能否赶超世界?    施正荣;

安徽首座变电站光伏并网发电系统的研究与应用    谢红福;何鸣;张可;王晓;

低碳经济发展中不可或缺的成员——江南体育在线直播观看 技术    邵文青;

光伏：2012年产值有望达到500亿    刘辉张民强 记者 赵晓强

测绘助推江西新余光伏产业发展    李叶青　胡婷然

江南体育在线直播观看 产业盛事将在上海举办    朱培

节能减排促我省光伏产业发展    记者 芦瑞

新余抢占光伏产业世界制高点    记者 徐国平

国产装备托起光伏产业    本报记者 左丹

光伏产业洗牌“过冬”    本报记者 陈玮英

中国光伏产业亟待走出挣小钱窘境    记者 胡亮

昆明奠基全球光伏产业制高点    首席记者 肖宇辉

锦州光伏产业发展呈现喜人态势    本报记者 张继锋

中国江南体育在线直播观看 产业政策效应研究    袁见

我国江南体育在线直播观看 产业投资风险及决策研究    朱震宇

光伏产业国际竞争力研究    陈晓燕

中国光伏产业创新系统研究    戚汝庆

建筑并网光伏系统生命周期环境影响研究    梁佳

江南体育在线直播观看 产业链垂直一体化构建研究    耿亚新

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

光伏阵列及并网逆变器关键技术研究    吴小进

战略性新兴产业链构建整合研究    袁艳平

数字化光伏并网系统的逆变技术研究    张文

单相光伏并网发电系统的研究与改进    张峥

我国光伏科技及产业最优投资体系研究    汪瑜佩

光伏并网系统最大功率跟踪及反孤岛运行控制方法研究    曹建博

政策工具视角的中国光伏产业政策文本内容分析    赵丽莉

耀皮公司光伏玻璃产品发展战略研究    张旭

三相光伏并网控制系统研究    周洪伟

基于生物网络的光伏并网发电系统研究    王磊

分布式光伏并网发电系统控制研究    王富卿

光伏并网发电的功率平抑控制    邱培春

户用型并网光伏控制系统研究    陈金凤