高效率的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計及優(yōu)化分析

【摘要】： 世界能源危機和環(huán)境問題使得開發(fā)利用可再生能源和各種綠色能源以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展成為人類必須采取的措施。而隨著太陽能電池和電力電子技術(shù)的不斷進步,太陽能光伏發(fā)電得到了長足的發(fā)展并已成為新能源利用的主流之一。當(dāng)前,光伏發(fā)電不斷向低成本、高效率和高功率密度方向發(fā)展,太陽能光伏利用的主要形式將是并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。高性能的數(shù)字信號處理器芯片DSP的出現(xiàn),使得一些先進的控制策略應(yīng)用于光伏并網(wǎng)的控制以提高太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率成為可能。 一套基本的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)一般是由太陽能電池板、太陽能控制器、逆變器和蓄電池(組)構(gòu)成。本文首先概述了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成,介紹了目前我國太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用,并根據(jù)不同場合的需要,對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)進行了分類。隨后本論文從成本、可靠性和效率的角度出發(fā),研究太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的效率提高,主要對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制算法進行了深入地探究。 最后優(yōu)化分析并確定了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的所需設(shè)計的逆變器規(guī)格,然后對現(xiàn)階段最具代表性的光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行了分析對比,通過分析,提出了一種雙全橋光伏并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上對逆變器每一細(xì)節(jié)進行了深入研究,得到低成本、高可靠性和高效率的逆變器結(jié)構(gòu)。 此外,論文最后結(jié)合太陽能光伏發(fā)電項目開發(fā)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)和監(jiān)測系統(tǒng),對并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的部分運行數(shù)據(jù)做了簡要分析。測試數(shù)據(jù)分析表明,論文所進行的設(shè)計及優(yōu)化分析能夠提高太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率。 【關(guān)鍵詞】：太陽能 光伏發(fā)電系統(tǒng) 發(fā)電效率 優(yōu)化設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：華東交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 論文的目的、背景與意義8-10
• 1.1.1 論文的目的8-9
• 1.1.2 論文的背景及意義9-10
• 1.2 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 光伏發(fā)電歷史10
• 1.2.2 國外太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展10-12
• 1.2.3 國內(nèi)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展12-13
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容13-14
• 1.4 本章小結(jié)14-15
• 第二章 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)及相關(guān)概念15-20
• 2.1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成15
• 2.2 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類15-17
• 2.2.1 獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)16
• 2.2.2 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)16-17
• 2.2.3 混合型光伏發(fā)電系統(tǒng)17
• 2.3 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用17-19
• 2.3.1 戶用小型光伏電站18
• 2.3.2 屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)18
• 2.3.3 大型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第三章 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計及分析20-30
• 3.1 總體設(shè)計20-21
• 3.2 MPPT（最大功率點追蹤）控制器的設(shè)計21-24
• 3.2.1 電路的工作原理21-22
• 3.2.2 電路參數(shù)設(shè)計22-23
• 3.2.3 控制器穩(wěn)定性分析23-24
• 3.3 并網(wǎng)逆變部分的分析24-29
• 3.3.1 光伏并網(wǎng)逆變器的分類24
• 3.3.2 輸出電流的控制方式24-26
• 3.3.3 單相電流型并網(wǎng)逆變器的模型分析26-28
• 3.3.4 參數(shù)選取28-29
• 3.4 本章小結(jié)29-30
• 第四章 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)逆變器的優(yōu)化設(shè)計30-42
• 4.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對逆變器的要求30-32
• 4.1.1 電網(wǎng)對逆變器的要求31
• 4.1.2 光伏陣列模塊對逆變器的要求31
• 4.1.3 用戶對逆變器的要求31
• 4.1.4 光伏逆變器的主要性能指標(biāo)31-32
• 4.2 各種光伏并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)的比較32-38
• 4.2.1 高頻鏈逆變器結(jié)構(gòu)34-36
• 4.2.2 直流鏈逆變器結(jié)構(gòu)36-37
• 4.2.3 對比及選擇37-38
• 4.3 光伏并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計38-41
• 4.3.1 并網(wǎng)DC-AC 逆變器39-40
• 4.3.2 與光伏陣列模塊連接的DC-DC 變換器40-41
• 4.4 本章小結(jié)41-42
• 第五章 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計及測試分析42-48
• 5.1 光伏建筑一體化并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計原則分析42-43
• 5.2 太陽能光伏系統(tǒng)的搭建及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)43-44
• 5.3 太陽能電站的逆變器上發(fā)電數(shù)據(jù)分析44-47
• 5.3.1 太陽能光伏發(fā)電的功耗分析44-45
• 5.3.2 太陽能光伏發(fā)電的數(shù)據(jù)分析45-47
• 5.4 本章小結(jié)47-48
• 第六章 總結(jié)48-50
• 6.1 主要工作回顧48
• 6.2 本課題今后需進一步研究的地方48-50
• 致謝50-51
• 參考文獻51-53
• 個人簡歷在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文53

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