太陽能并網(wǎng)離網(wǎng)混合發(fā)電系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

【摘要】：針對目前單一的太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的不足，為提高各種復(fù)雜的運(yùn)行條件下太陽能電池陣列的利用率。本文設(shè)計(jì)了一種混合應(yīng)用的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，即太陽能并網(wǎng)離網(wǎng)混合發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)的倆個(gè)重要部分分別是離網(wǎng)DC/DC降壓電路和并網(wǎng)DC/AC逆變電路，研究并仿真了其主電路和控制策略。 第一部分離網(wǎng)DC/DC降壓電路是一個(gè)BUCK降壓電路。其輸出電壓的穩(wěn)定是控制的目標(biāo)之一。本章先簡單介紹了BUCK電路的基本知識。為了BUCK電路輸出電壓的穩(wěn)定即對給定信號的跟隨和對擾動信號的抑制倆個(gè)方面的控制。本文對BUCK電路進(jìn)行了詳細(xì)的建模分析，同時(shí)采用了基于3階運(yùn)算放大器補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的控制方法來控制其輸出電壓。利用MATLAB仿真工具驗(yàn)證當(dāng)BUCK電路中存在擾動時(shí)系統(tǒng)能夠自動的修正輸出電壓使其能夠達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。 第二部分以并網(wǎng)逆變電路作為研究對象。本章先闡述了逆交電路的基本形式、并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、逆變電路的基本的控制方法。由于PWM技術(shù)只適用于模擬電路中，不適應(yīng)與當(dāng)今高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，所以迫切的需要一種新的控制技術(shù)來解決這個(gè)難題。由此誕生了SVPWM控制技術(shù)。本文重點(diǎn)闡述了接下來本文著重系統(tǒng)的介紹了電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù)發(fā)展概況、SVPWM技術(shù)的理論基礎(chǔ)及電壓空間矢量合成原理。接下作者進(jìn)行了基于SVPWM的控制算法逆變電路動態(tài)仿真,通過MATLAB進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。 【關(guān)鍵詞】：太陽能光伏系統(tǒng) 并網(wǎng)離網(wǎng)混合發(fā)電 Buck電路 逆變電路
【學(xué)位授予單位】：武漢紡織大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 光伏發(fā)電的背景與意義8-10
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 常規(guī)光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要形式11-12
• 1.2.2 光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特征12-13
• 1.2.3 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特征13-15
• 1.3 本文的主要研究意義和內(nèi)容15-16
• 2 光伏并網(wǎng)離網(wǎng)混合發(fā)電系統(tǒng)的研究16-18
• 2.1 光伏并網(wǎng)離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)816-17
• 2.2 光伏并網(wǎng)離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特征17-18
• 3 光伏并網(wǎng)離網(wǎng)混合發(fā)電系統(tǒng)的DC/DC降壓電路的設(shè)計(jì)與仿真18-40
• 3.1 Buck電路的基本知識18-20
• 3.2 開關(guān)變換器的建模與控制20-22
• 3.3 擾動和反饋的作用22-23
• 3.4 零點(diǎn)與極點(diǎn)的相互作用23-24
• 3.5 Buck主電路的傳遞函數(shù)分析24-27
• 3.5.1 LC濾波器的傳遞函數(shù)G_(LC)(S)25-26
• 3.5.2 PWM傳遞函數(shù)G_(PWM)(s)26-27
• 3.5.3 開關(guān)器件的傳遞函數(shù)G_e(s)27
• 3.6 Buck電路反饋網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)分析27-30
• 3.6.1 分壓網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)H(s)27-28
• 3.6.2 誤差放大器傳遞函數(shù)G_c(s)28
• 3.6.3 三型運(yùn)算放大器補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)28-30
• 3.7 Buck變換器性能指標(biāo)30
• 3.8 器件的選擇與計(jì)算30-39
• 3.8.1 濾波電感L的計(jì)算31
• 3.8.2 濾波電容C的計(jì)算31
• 3.8.3 反饋網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算31-32
• 3.8.4 三型運(yùn)算放大器補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)32-39
• 3.9 小結(jié)39-40
• 4 光伏并網(wǎng)離網(wǎng)混合發(fā)電系統(tǒng)的DC/AC逆變電路的設(shè)計(jì)與仿真40-70
• 4.1 逆變電路的基本形式40-41
• 4.2 并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)41
• 4.3 逆變電路的控制技術(shù)的發(fā)展41-43
• 4.4 SVPWM技術(shù)的理論基礎(chǔ)43-53
• 4.4.1 SVPWM調(diào)制方式43-44
• 4.4.2 三相電壓的空間矢量的表示方法44-47
• 4.4.3 電壓矢量與磁鏈空間矢量的關(guān)系47-49
• 4.4.4 電壓型并網(wǎng)逆變器開關(guān)導(dǎo)通原則49-53
• 4.5 電壓空間矢量合成原理53-59
• 4.6 工程模型設(shè)計(jì)法59-61
• 4.7 基于逆變電路動態(tài)模型的SVPWM的控制算法動態(tài)仿真61-69
• 4.7.1 參考電壓Ur矢量所在扇區(qū)N的判斷61-62
• 4.7.2 相鄰電壓空間矢量作用時(shí)間的計(jì)算62-64
• 4.7.3 開關(guān)作用時(shí)間T_a,_Tb,T_c的計(jì)算64-65
• 4.7.4 基于逆變器電路SVPWM控制算法的動態(tài)仿真65-69
• 4.8 小結(jié)69-70
• 總結(jié)與展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 附錄75

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