太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究

【摘要】：太陽能光伏應用的主要發(fā)展趨勢是光伏并網(wǎng)發(fā)電，因此光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)己成為世界各國研究的熱點，必將得到快速的發(fā)展。本文的研究對象為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，重點是對三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心技術(shù)展開相應的理論分析與研究。 首先，對研究太陽能光伏發(fā)電的意義、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及其廣闊的發(fā)展前景進行了介紹，并且給出本課題的主要研究內(nèi)容。 接著，簡單介紹了太陽能光伏發(fā)電原理以及太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成和分類，比較分析了幾種光伏并網(wǎng)逆變器的電路拓撲結(jié)構(gòu)，最終選用兩級式光伏并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)作為本文的研究對象。 其次，闡述了三相光伏并網(wǎng)逆變器的工作原理，以及光伏并網(wǎng)逆變器的控制目標。通過分析比較當前應用較多的幾種并網(wǎng)逆變器電流控制策略，本文采用空間矢量脈沖寬度調(diào)制(SVPWM)電流輸出控制策略，并對SVPWM控制算法做出分析，建立其數(shù)學模型，以及模型中具體參數(shù)的設計，通過數(shù)字仿真軟件MATLAB/SIMUlink搭建光伏并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的仿真模型并進行仿真實驗。實驗結(jié)果顯示，SVPWM控制算法可以實現(xiàn)預期的控制目標。 最后，結(jié)合太陽能光伏電池的等效電路分析其輸出特性曲線，建立工程數(shù)學模型，并對任意輻照度和環(huán)境溫度下太陽能輸出特性曲線進行建模與仿真。分析比較了目前常用的幾種最大功率跟蹤方法，本文選用基于Boost變換器的電導增量法實現(xiàn)MPPT控制，在數(shù)字仿真軟件MATLAB/SIMUlink環(huán)境下對其進行建模仿真實驗，由仿真結(jié)果可知，當輻照度和太陽能電池溫度變化時，電導增量法均能實現(xiàn)光伏組件的最大功率點跟蹤。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng)系統(tǒng) 并網(wǎng)逆變器控制 空間矢量脈沖寬度調(diào)制 最大功率點跟蹤 仿真實驗
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題背景9-13
• 1.1.1 研究太陽能光伏發(fā)電的意義9-10
• 1.1.2 國內(nèi)外太陽能光伏發(fā)電的現(xiàn)狀10-13
• 1.1.3 太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展前景13
• 1.2 課題主要研究內(nèi)容13-14
• 1.3 本章小結(jié)14-15
• 第二章 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)15-24
• 2.1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)15-19
• 2.1.1 太陽能光伏技術(shù)15-16
• 2.1.2 太陽能光伏發(fā)電原理16-17
• 2.1.3 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成17
• 2.1.4 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類17-19
• 2.2 太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)19-23
• 2.2.1 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的組成19-20
• 2.2.2 光伏并網(wǎng)逆變器的電路拓撲20-22
• 2.2.3 光伏并網(wǎng)逆變器的要求22-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 三相光伏并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)研究24-47
• 3.1 三相光伏并網(wǎng)逆變器的工作原理24-27
• 3.1.1 光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)24-25
• 3.1.2 并網(wǎng)逆變器的工作原理25-27
• 3.2 光伏并網(wǎng)逆變器的控制目標27
• 3.3 光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略27-30
• 3.4 基于 SVPWM 三相光伏并網(wǎng)逆變器控制研究30-46
• 3.4.1 SVPWM 控制算法分析30-32
• 3.4.2 數(shù)學模型的建立32-36
• 3.4.3 參數(shù)設計36-43
• 3.4.4 控制系統(tǒng)仿真43-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第四章 光伏發(fā)電最大功率跟蹤方法研究47-68
• 4.1 太陽能電池的數(shù)學模型及其特性47-55
• 4.1.1 太陽能電池的等效電路47-48
• 4.1.2 太陽能電池的特性48-51
• 4.1.3 太陽能電池工程數(shù)學模型51-53
• 4.1.4 太陽能電池的仿真53-55
• 4.2 目前常用的最大功率跟蹤方法55-61
• 4.2.1 恒定電壓法56-57
• 4.2.2 擾動觀察法57-58
• 4.2.3 電導增量法58-60
• 4.2.4 智能 MPPT 方法60-61
• 4.3 基于 Boost 變換器的電導增量法 MPPT 實現(xiàn)61-67
• 4.3.1 Boost 變換器的原理分析61-63
• 4.3.2 Boost 電路建模與仿真63-64
• 4.3.3 基于 Boost 變換器的電導增量法仿真實現(xiàn)64-67
• 4.4 本章小結(jié)67-68
• 第五章 總結(jié)與展望68-70
• 5.1 全文總結(jié)68-69
• 5.2 今后工作的展望69-70
• 參考文獻70-73
• 攻讀學位期間取得的研究成果73-74
• 致謝74

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