家庭太陽能并網(wǎng)發(fā)電及監(jiān)控系統(tǒng)

【摘要】：隨著能源危機和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重,開發(fā)利用清潔的可再生能源得到世界各國政府的重視,成為各國研究的重點,而太陽能以其清潔、普及和龐大的總量等優(yōu)點成為清潔能源里重要的一員,隨著越來越多的家庭安裝太陽能電池板,使其并網(wǎng)運行勢在必行。而數(shù)字信號處理器(DSP)的出現(xiàn)使對家庭太陽能發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法得到進(jìn)一步的發(fā)展和完善。本文以此為背景,在認(rèn)真研究前人成果的基礎(chǔ)上,對家庭太陽能并網(wǎng)發(fā)電及其監(jiān)控系統(tǒng)的核心內(nèi)容進(jìn)行了深入的研究,并重點研究了太陽能電池板的最大功率點跟蹤、逆變系統(tǒng)的控制策略以及系統(tǒng)孤島檢測的方法,具有重要的現(xiàn)實意義。 首先,介紹了國內(nèi)外家庭太陽能并網(wǎng)發(fā)電的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀,分析出我國與世界發(fā)達(dá)國家的差距,并介紹了太陽能利用的幾種形式,結(jié)合前人研究的成果,得出家庭太陽能并網(wǎng)發(fā)電及監(jiān)控系統(tǒng)需要解決的幾個重點。 其次,詳細(xì)介紹了太陽能電池的工作原理,給出了其等效電路,建立了其數(shù)學(xué)模型,并在其數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上分析了各種外界、內(nèi)部因素對其輸出的影響,給出了其在各種不同條件下的P—U、I—U特性曲線;分析了太陽能電池的最大功率點跟蹤原理,介紹了幾種常用的最大功率點跟蹤方法,針對家庭太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特點,提出使用干擾觀察法對其最大功率點進(jìn)行跟蹤,并對此方法進(jìn)行了改進(jìn),并通過MATLAB仿真驗證了本文采用的最大功率點跟蹤算法的可行性。 再次,介紹了逆變系統(tǒng)主電路及控制方法的分類,提出了逆變系統(tǒng)的控制目標(biāo),介紹了幾種常用的控制方式,結(jié)合本文特點,提出一種基于雙環(huán)控制結(jié)合PWM調(diào)制的控制策略,并研究了PWM調(diào)節(jié)器參數(shù)的計算方法,使用MATLAB系統(tǒng)進(jìn)行了仿真實驗,結(jié)果證明了本文所采用的控制策略的可行性。 最后,介紹了孤島效應(yīng)對電網(wǎng)設(shè)備及檢修人員的危害,分析了孤島效應(yīng)產(chǎn)生的原因,介紹了國際通用的孤島檢測標(biāo)準(zhǔn),研究了孤島檢測的基本原理,介紹了幾種常用的被動式孤島檢測方法,針對這些方法的不足,研究了幾種主動式孤島檢測的方法,通過對比得出了被動式檢測方法結(jié)合調(diào)節(jié)出口電流更適合家庭太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。 【關(guān)鍵詞】：光伏系統(tǒng) 并網(wǎng)發(fā)電 最大功率點跟蹤 逆變控制 孤島檢測
【學(xué)位授予單位】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM615;TM76
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 選題背景及其意義9-11
• 1.1.1 太陽能利用的背景9-10
• 1.1.2 太陽能利用形式10-11
• 1.2 家庭太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)具體構(gòu)成及作用11-12
• 1.3 家庭太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中須解決的主要問題12-13
• 1.3.1 家庭太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)輸出端電流控制方法12
• 1.3.2 家庭太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)最大功率點跟蹤方法12-13
• 1.3.3 家庭太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的孤島檢測方法13
• 1.4 國內(nèi)外家庭太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀13-14
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 2 太陽能電池模型及最大功率點跟蹤算法介紹15-29
• 2.1 太陽能電池的工作原理15
• 2.2 太陽能電池數(shù)學(xué)模型的建立及伏安特性15-17
• 2.2.1.太陽能電池及其負(fù)載的數(shù)學(xué)等效模型15-16
• 2.2.2.太陽能電池板的伏安輸出特性分析16-17
• 2.3 內(nèi)部及外部因素對太陽能電池板輸出特性的影響17-20
• 2.3.1.光照強度和溫度對太陽能電池輸出特性的影響17-19
• 2.3.2.串并聯(lián)電阻對太陽能電池輸出特性的影響19-20
• 2.4 最大功率點跟蹤原理及研究現(xiàn)狀20-21
• 2.4.1 最大功率點跟蹤原理20
• 2.4.2 最大功率點跟蹤算法研究現(xiàn)狀20-21
• 2.5 最大功率點跟蹤算法介紹21-26
• 2.5.1 電導(dǎo)增量法21-22
• 2.5.2 恒定電壓法22-23
• 2.5.3 干擾觀察法23-24
• 2.5.4 模糊邏輯控制法24-25
• 2.5.5 間歇掃描法25-26
• 2.6 最大功率點跟蹤算法的仿真26-27
• 2.7 本章小結(jié)27-29
• 3 并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的控制策略29-38
• 3.1 逆變系統(tǒng)的分類及控制目標(biāo)29-30
• 3.1.1 逆變系統(tǒng)的分類29-30
• 3.1.2 逆變系統(tǒng)的控制目標(biāo)30
• 3.2 家庭太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變系統(tǒng)常用的控制方式30-31
• 3.3 家庭太陽能光伏發(fā)電逆變系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的建立31-34
• 3.4 PWM 調(diào)節(jié)器參數(shù)的計算34-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 4 家庭太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的孤島檢測38-45
• 4.1 孤島效應(yīng)的概念及其危害38-39
• 4.2 孤島檢測系統(tǒng)通用標(biāo)準(zhǔn)39-40
• 4.2.1 電壓異常標(biāo)準(zhǔn)及反應(yīng)時間39-40
• 4.2.2 頻率異常標(biāo)準(zhǔn)及反應(yīng)時間40
• 4.2.3 雙方同步異常標(biāo)準(zhǔn)40
• 4.3 孤島檢測的基本原理40-41
• 4.4 孤島檢測方法的研究41-44
• 4.4.1 被動式孤島檢測方法41-42
• 4.4.2 主動式孤島檢測方法42-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 5 總結(jié)與展望45-46
• 5.1 本文總結(jié)45
• 5.2 未來展望45-46
• 參考文獻(xiàn)46-49
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文49-50
• 作者簡介50-51
• 致謝51-52

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