光伏并网发电控制技术研究

【摘要】：传统能源的日益短缺及化石能源的污染问题的不断加剧，迫使人类积极寻找新能源来解决可持续发展的问题。太阳能广泛存在且无污染，作为一种未来的替代能源，备受世界瞩目，光伏发电并网技术的广泛应用已不断成为光伏发电应用的主流。因此，本文首先详细介绍光伏发电及其并网系统，进而对并网策略进行了较详细的研究，并在最后对配电网接纳光伏发电能力进行了初步的探讨。 光伏发电技术发展十分迅速，但由于系统成本高、发电效率低等问题仍然制约其应用的大众化。本文从提高光伏发电效率角度出发，通过对现有的最大功率点跟踪控制方法和并网逆变器控制技术进行分析比较，在最大功率点跟踪(MPPT)控制方法上，提出了一种基于滞环扰动与恒电流法相结合的跟踪方法，在解决跟踪速度的问题上兼顾消除功率扰动，满足了光伏系统功率自寻优过程的跟踪的快速性及高精度的要求；在并网策略的研究上，设计了重复PI电流控制方法，并为了进一步减少电网电压的扰动加入电压前馈环节。相应各部分，本文在MTLAB/simulink环境下建立了仿真模型，通过仿真研究及对比分析，改进型的MPPT控制方法在外界环境突变的情况下能快速高精度的跟踪最大功率；并网电流与电网电压同频同相，谐波总畸变率基本满足IEEE标准的并网要求，仿真结果与理论分析相符合。 【关键词】：光伏并网发电 最大功率点跟踪 滞环扰动 重复PI控制 接纳光伏能力 并网电流
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 光伏并网发电系统的研究背景及意义9-12
• 1.1.1 传统能源带来的环境问题9-10
• 1.1.2 光伏发电的利弊10-12
• 1.2 光伏发电系统的发展状况12-14
• 1.3 本课题的主要工作14-15
• 第2章 光伏发电系统概述15-20
• 2.1 光伏发电系统结构15-16
• 2.2 光伏发电系统分类16-18
• 2.2.1 独立式光伏发电系统17
• 2.2.2 并网光伏发电系统17-18
• 2.3 光伏发电系统主要研究问题18-19
• 2.3.1 最大功率点跟踪控制方法18
• 2.3.2 逆变及并网控制问题18
• 2.3.3 孤岛效应问题18-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 光伏阵列最大功率点跟踪控制方法的研究20-37
• 3.1 光伏电池的工作特性20-24
• 3.1.1 光伏电池等效模型分析20-22
• 3.1.2 光伏电池的输出特性22-24
• 3.2 光伏电池最大功率点跟踪控制（MPPT）算法学习24-29
• 3.2.1 MPPT 的基本原理24-25
• 3.2.2 定电压跟踪法25-26
• 3.2.3 短路电流比较系数法26
• 3.2.4 电导增量法26-27
• 3.2.5 扰动观测法27-29
• 3.3 最大功率点跟踪控制方法研究及仿真分析29-36
• 3.3.1 滞环扰动观测法（三点扰动观测法）29-32
• 3.3.2 改进型最大功率点跟踪控制方法研究32-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 光伏并网策略的研究37-57
• 4.1 光伏并网系统的结构及并网标准37-39
• 4.2 并网策略研究39-46
• 4.2.1 并网逆变技术要求39-40
• 4.2.2 并网逆变技术40-46
• 4.3 并网电流控制策略46-52
• 4.3.1 并网电流控制系统模型分析46-47
• 4.3.2 系统误差分析47-48
• 4.3.3 重复 PI 控制并网电流48-51
• 4.3.4 电压前馈51-52
• 4.4 锁相环技术介绍52-53
• 4.5 有功功率无功功率分析53-56
• 4.6 本章小结56-57
• 第5章 仿真分析与研究57-72
• 5.1 光伏电池仿真模型及输出特性仿真57-58
• 5.2 光伏电池输出功率特性分析58-59
• 5.3 MPPT 控制仿真分析59-62
• 5.4 并网仿真分析62-67
• 5.5 滤波电感对并网电流的影响分析67-71
• 5.6 本章小结71-72
• 第6章 配电网接纳光伏发电的能力的讨论72-75
• 6.1 配电网接纳光伏发电能力的讨论72-73
• 6.2 直流母线分布式发电系统的能量优化管理73-74
• 6.3 本章小结74-75
• 总结与展望75-76
• 参考文献76-80
• 致谢80-81
• 攻读学位期间发表的学术论文81-82

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