光伏并网发电系统及MPPT研究

【摘要】：伴随着经济的发展和社会的进步,各国对于能源的需求是越来越大,而当今社会能源却是日益紧缺,大量的化石能源利用对人类社会的环境造成严重的破坏,严重威胁人类的生存。如何寻找新的替代绿色能源,对于任何国家来说都十分重要,再者,能源也是现代人类赖以生存,以及国家和社会发展进步的重要保障,对于人类社会发展来说是不可缺少的。太阳能发电技术也就是在这种环境下应运而生的,由于它无污染且零排放等等种种的优点受到全世界的广泛关注。 本课题主要是致力于太阳能并网发电系统控制的研究。主要从如下两个方面进行分析和研究的： 一、论文首先论述了光伏并网发电系统的组成及各个部分的工作原理,然后分析了光伏电池的输出特性,结合Boost变换器,构建了光伏电池和Boost变换器的数学模型。并且通过对Boost变换器的控制和以往的最大功率控制方法的分析改进,提出了一种改进的最大功率点追踪控制方法——改进变步长滞环比较法,并且对新的控制策略进行了仿真和实验验证,提高了太阳能的利用效率。 二、论文作了并网控制策略的研究。主要分析了单相并网逆变器的拓扑结构,然后根据所采用的拓扑结构,构建了并网控制的数学模型。同时本文在拓扑结构确定的基础上分析了并网的调制策略,并且为了提高并网的可靠性还作了并网锁相环的研究,并对新的控制策略进行了仿真和实验的验证。 综合整篇论文,主要是针对并网发电系统的前级Boost变换器、最大功率控制和后级并网控制、并网调制及并网锁相的研究,最终论文通过一系列的改进措施,实现了课题的需求。 【关键词】：单相并网逆变器 改进滞环比较法 并网控制策略 锁相环
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• Contents11-14
• 1 绪论14-22
• 1.1 选题背景与意义14-15
• 1.1.1 当今世界的能源形势14
• 1.1.2 太阳能的利用方式14-15
• 1.2 光伏发电的发展现状15-17
• 1.2.1 国外光伏发电现状15-16
• 1.2.2 国内光伏发电现状16-17
• 1.3 光伏并网发电系统的概述17-20
• 1.3.1 光伏并网发电系统的基本组成17-18
• 1.3.2 光伏发电系统的体系结构18-20
• 1.4 课题的研究内容和意义20-22
• 2 光伏阵列仿真模型搭建22-32
• 2.1 光伏电池工作原理22-23
• 2.2 光伏电池的分类23-24
• 2.3 光伏电池等效电路分析24-26
• 2.4 光伏阵列仿真模型的搭建与研究26-31
• 2.5 本章小结31-32
• 3 DC/DC变换电路32-44
• 3.1 DC/DC变换器的分类32-33
• 3.2 BOOST变换器原理分析33-38
• 3.2.1 稳态特性分析34-36
• 3.2.2 工作模式分析36-38
• 3.3 BOOST变换器的数学模型搭建38-41
• 3.4 BOOST变换器的仿真41-42
• 3.5 本章小结42-44
• 4 光伏阵列最大功率追踪技术研究44-64
• 4.1 光伏阵列的输出特性44-47
• 4.1.1 光伏阵列的I-V特性分析44-46
• 4.1.2 光伏阵列的P-V特性分析46-47
• 4.2 最大功率点追踪控制原理47
• 4.3 最大功率点追踪控制策略47-55
• 4.3.1 开环MPPT控制策略48-49
• 4.3.2 闭环MPPT控制策略49-55
• 4.4 改进滞环比较法控制策略55-56
• 4.5 仿真与实验56-61
• 4.5.1 最大功率追踪仿真实验56-59
• 4.5.2 最大功率追踪实验59-61
• 4.6 本章小结61-64
• 5 光伏并网控制系统的研究64-88
• 5.1 单相光伏并网系统设计64-66
• 5.1.1 并网逆变器的拓扑64-66
• 5.1.2 并网系统的控制方式66
• 5.2 并网控制策略的研究66-82
• 5.2.1 单相并网控制模型67-72
• 5.2.2 单相并网系统的调制策略72-75
• 5.2.3 单相并网锁相环的研究75-82
• 5.3 光伏并网系统稳定性分析82-84
• 5.4 仿真与实验84-86
• 5.4.1 单相并网系统仿真实验84-85
• 5.4.2 单相并网系统实验85-86
• 5.5 本章小结86-88
• 6 总结与展望88-90
• 6.1 全文总结88
• 6.2 发展与展望88-90
• 参考文献90-94
• 致谢94-96
• 作者简介及读研期间发表论文情况96

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