直流集成光伏模塊并網(wǎng)系統(tǒng)的研究

【摘要】：根據(jù)光伏系統(tǒng)的聯(lián)接結(jié)構(gòu),光伏發(fā)電系統(tǒng)分為集中式、組串式、模塊集成式三類。其中,模塊集成式具有能量轉(zhuǎn)化率高、抗陰影能力強(qiáng)、易于擴(kuò)容與維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),非常適用于中小功率場(chǎng)合,近年來受到研究者們的重視。論文對(duì)比研究了直流模塊集成式光伏發(fā)電系統(tǒng)并聯(lián)式、旁路式、串聯(lián)式三種結(jié)構(gòu),得出串聯(lián)式結(jié)構(gòu)具有器件電壓等級(jí)低,效率高等優(yōu)點(diǎn)。將光伏模塊集成的直流變換器拓?fù)溥M(jìn)行對(duì)比,得出同極性Buck-Boost電路具有調(diào)壓范圍廣、效率較高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。因此,論文以同極性Buck-Boost直流集成光伏系統(tǒng)串聯(lián)結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象。論文研究了單個(gè)直流集成光伏模塊Buck-Boost變換器的工作特性,調(diào)制方法和參數(shù)設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的不同狀態(tài),通過載波重疊的調(diào)制方式使得Buck-Boost變換器可以在Buck模式、Boost模式、Buck-Boost模式之間靈活切換。論文重點(diǎn)研究了串并聯(lián)直流集成光伏系統(tǒng)母線端的輸出特性,并給出了關(guān)鍵電壓值的數(shù)學(xué)表達(dá)式。研究表明,對(duì)于直流集成光伏模塊串聯(lián),當(dāng)功率不均衡度a和直流變換器電壓變比k滿足αkmin/kmax時(shí),必定存在某個(gè)母線電壓值使得光伏串聯(lián)系統(tǒng)中所有集成模塊都能夠工作在最大功率點(diǎn)。對(duì)于串并聯(lián)直流集成光伏系統(tǒng),其母線端輸出則有可能出現(xiàn)多峰值功率特性。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最大功率跟蹤,需要對(duì)后級(jí)逆變器的母線電壓進(jìn)行合理的控制。論文將直流集成光伏系統(tǒng)通過后級(jí)逆變器實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。為了控制母線電壓工作在直流側(cè)的最大功率輸出點(diǎn),論文引入粒子群優(yōu)化(PSO)算法。算法中粒子的位置設(shè)置為母線電壓給定值,目標(biāo)函數(shù)為光伏系統(tǒng)輸出功率,通過PSO算法的不斷優(yōu)化更新,在解空間內(nèi)搜索到全局最大功率點(diǎn)。論文搭建了基于Buck-Boost直流集成光伏模塊并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的仿真模塊和軟硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通過仿真和實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了單個(gè)直流集成光伏模塊的電壓控制、MPPT控制、直流集成模塊串并聯(lián)系統(tǒng)的輸出特性、逆變器的母線電壓控制、基于PSO算法的母線電壓尋優(yōu)等理論分析和控制方法的正確性和實(shí)用性。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 Buck-Boost變換器 直流集成光伏模塊 PSO算法
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題來源10
• 1.2 課題的背景和意義10-11
• 1.3 光伏發(fā)電的研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3.1 光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)狀12-16
• 1.4 本文主要內(nèi)容與章節(jié)安排16-17
• 2 直流集成光伏系統(tǒng)研究17-23
• 2.1 直流集成光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)17-19
• 2.1.1 并聯(lián)結(jié)構(gòu)17-18
• 2.1.2 旁路結(jié)構(gòu)18-19
• 2.1.3 串聯(lián)結(jié)構(gòu)19
• 2.2 直流變換器拓?fù)涞倪x擇19-22
• 2.2.1 部分功率直流變換器20
• 2.2.2 全功率直流變換器20-22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 3 Buck-Boost集成光伏模塊串并聯(lián)系統(tǒng)的性能分析23-55
• 3.1 Buck-Boost直流集成光伏模塊分析24-33
• 3.1.1 拓?fù)浣榻B24
• 3.1.2 工作模式24-26
• 3.1.3 參數(shù)選擇26-28
• 3.1.4 調(diào)制方法28-30
• 3.1.5 控制環(huán)路設(shè)計(jì)30-33
• 3.2 MPPT方法選擇33-35
• 3.3 串并聯(lián)系統(tǒng)輸出特性分析35-42
• 3.3.1 串聯(lián)系統(tǒng)輸出特性35-40
• 3.3.2 串并聯(lián)系統(tǒng)輸出特性40-42
• 3.4 仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證42-54
• 3.4.1 Buck-Boost硬件平臺(tái)搭建42-43
• 3.4.2 仿真與實(shí)驗(yàn)波形43-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 4 Buck-Boost集成光伏模塊串并聯(lián)系統(tǒng)的并網(wǎng)控制55-82
• 4.1 單相并網(wǎng)逆變器55-61
• 4.1.1 電路拓?fù)浣榻B55-56
• 4.1.2 電路參數(shù)選擇56-58
• 4.1.3 控制方法58-61
• 4.2 系統(tǒng)控制61-65
• 4.2.1 系統(tǒng)啟動(dòng)程序61-62
• 4.2.2 母線尋優(yōu)的PSO算法62-65
• 4.3 仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證65-81
• 4.3.1 逆變器平臺(tái)搭建65-66
• 4.3.2 仿真與實(shí)驗(yàn)波形66-81
• 4.4 本章小結(jié)81-82
• 5 總結(jié)與展望82-84
• 5.1 全文工作總結(jié)82
• 5.2 今后的工作展望82-84
• 致謝84-85
• 作者攻讀研究生期間發(fā)表的論文85-86
• 參考文獻(xiàn)86-90

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

太陽能光伏發(fā)電技術(shù)(11) 獨(dú)立光伏系統(tǒng)與并網(wǎng)光伏系統(tǒng)    馬勝紅;陸虎俞;

逆變并網(wǎng)光伏系統(tǒng)應(yīng)用的非理性現(xiàn)象    康明;李光勝;

光伏系統(tǒng)能量?jī)斶€時(shí)間的分析    楊金煥;

淺談民用光伏系統(tǒng)    何思;

光伏系統(tǒng)應(yīng)用的自適應(yīng)多相變換器    A.Berasategi;C.Cabal;Y.El Basri;B.Estibal;M.Vermeersch;C.Alonso;

基于船岸一體的小型游船光伏系統(tǒng)的構(gòu)建    張彥;袁成清;嚴(yán)新平;

新型市電互補(bǔ)光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用    朱德志;張春仙;

太陽能光伏發(fā)電技術(shù)(8) 光伏系統(tǒng)的安裝調(diào)試    馬勝紅;陸虎俞;

太陽能光伏發(fā)電技術(shù)(9) 光伏系統(tǒng)的維護(hù)與檢修    馬勝紅;陸虎俞;

光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路及注意事項(xiàng)    王潤(rùn)波;

光伏系統(tǒng)應(yīng)用中的若干誤區(qū)    楊金煥;陳中華;

并網(wǎng)光伏系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)的影響及安全生產(chǎn)管理對(duì)策    張?jiān)鲁?梁冰;

光子晶體熱輻射器應(yīng)用于熱光伏系統(tǒng)中的研究進(jìn)展    杜盼盼;許靜;李宇杰;陳金宏;

光伏系統(tǒng)用中小功率逆變電源的現(xiàn)狀與展望    楊宏;王鶴;

廣州地區(qū)傾角對(duì)光伏系統(tǒng)性能影響實(shí)驗(yàn)研究    陳維;沈輝;王寧;施曉丹;楊振寶;

聚光跟蹤常規(guī)單晶光伏系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)    李杰吾;

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)孤島現(xiàn)象的混沌檢測(cè)方法    李波濤;李鵬;張宏濱;王志強(qiáng);馬夢(mèng)朝;

應(yīng)用于光伏系統(tǒng)之直流／直流模組化轉(zhuǎn)換器研制    陳建富;梁從主;趙興國(guó);

太陽能供電器推廣應(yīng)用中的幾個(gè)問題初探    徐曉晨;馬影輝;邵廣義;

太陽能供電器推廣應(yīng)用中的幾個(gè)問題初探    徐曉晨;馬影輝;邵廣義;

光伏系統(tǒng)是租賃還是購(gòu)買    見習(xí)記者 徐瑤

大力推廣光伏產(chǎn)業(yè)的實(shí)用工程    記者 李志強(qiáng)

中環(huán)光伏在寧打造光伏系統(tǒng)集成基地    記者 張希　通訊員 王靜

歐洲政策調(diào)整助推中小光伏成主流    本報(bào)記者 李永強(qiáng)

中小光伏漸成新寵    本報(bào)記者 李桂琴

山東省博物館光伏系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電    趙國(guó)陸

中國(guó)大力發(fā)展光伏系統(tǒng)發(fā)電    秦京午

開發(fā)光伏系統(tǒng)市場(chǎng)前景廣闊    中信集團(tuán)武漢市建筑設(shè)計(jì)院 李蔚

分布式光伏應(yīng)用安全隱患不容忽視    國(guó)網(wǎng)能源研究院 孫李平

我們的事業(yè)充滿陽光    周慧　本報(bào)記者 吳長(zhǎng)鋒

基于Z源網(wǎng)絡(luò)的三端口光伏系統(tǒng)研究    高志強(qiáng)

并網(wǎng)型戶用光伏系統(tǒng)的孤島檢測(cè)技術(shù)研究    劉芙蓉

太陽能熱光伏系統(tǒng)機(jī)理與實(shí)驗(yàn)研究    陳雪

熱光伏系統(tǒng)數(shù)值模擬及其光譜控制方法研究    茆磊

小型光伏系統(tǒng)及其關(guān)鍵問題研究    胡義華

熱光伏系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和理論研究    吳璽

并網(wǎng)光伏系統(tǒng)中混沌現(xiàn)象的研究    陳浩

基于全生命周期理論的光伏系統(tǒng)能耗分析    拜景彬

光伏發(fā)電充電與逆變控制研究    羅浩

分布式光伏接入對(duì)配電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行影響的研究    繆立恒

面向分布式光伏超短期功率預(yù)測(cè)的復(fù)雜云團(tuán)建模研究    童建軍

直流模塊式建筑光伏系統(tǒng)DC/DC變換研究    孫穩(wěn)穩(wěn)

部分陰影情況下光伏系統(tǒng)MPPT控制研究    易準(zhǔn)

水電—光伏系統(tǒng)小信號(hào)建模與分析    張珺

光伏系統(tǒng)直流微網(wǎng)智能接口及MPPT研究    張小倩

直流集成光伏模塊并網(wǎng)系統(tǒng)的研究    王管建