戶用型光伏并網(wǎng)發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)的研究

【摘要】：在傳統(tǒng)能源緊缺,環(huán)境問題日益突出的今天,太陽能光伏發(fā)電由于其可再生性、清潔性及取之不盡、用之不竭、無污染、無噪聲等優(yōu)點,成為我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。戶用型光伏并網(wǎng)發(fā)電在整個光伏發(fā)電系統(tǒng)中占據(jù)了主導(dǎo)地位,而如何高效利用太陽能,降低單位發(fā)電量的價格,成為推廣戶用型光伏并網(wǎng)發(fā)電面臨的主要問題。戶用型光伏并網(wǎng)發(fā)電中存在的光伏電池特性、最大功率點跟蹤控制技術(shù)、并網(wǎng)逆變器控制策略和孤島檢測等一些實際問題。本文針對上述問題進(jìn)行研究,主要內(nèi)容包括如下幾個方面:首先,論文分析了光伏電池的工作原理、通過分析簡化得到光伏電池的工程用數(shù)學(xué)模型,然后據(jù)此在MATLAB中搭建光伏電池的仿真模型,通過對模型進(jìn)行仿真,驗證了該電池模型的特性曲線與廠家給出的參數(shù)相吻合。接著,分析最大功率點跟蹤策略的基本原理,對比主要的最大功率點跟蹤控制算法的優(yōu)缺點。詳細(xì)研究了傳統(tǒng)擾動觀測法在最大功率點跟蹤過程中存在振蕩和誤判的原因,并提出改進(jìn)方法。本文提出帶滯環(huán)比較的變步長擾動觀測法,該方法跟蹤最大功率點時具有響應(yīng)快、穩(wěn)態(tài)時輸出電壓幾乎無波動,環(huán)境快速變化不會誤判等優(yōu)點。然后,介紹了戶用型光伏并網(wǎng)逆變器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分析光伏并網(wǎng)控制的基本原理。針對并網(wǎng)電流的跟蹤控制,提出了改進(jìn)型單相鎖相環(huán)方案;分析常規(guī)并網(wǎng)電流控制方案,改進(jìn)基于電網(wǎng)電壓前饋的輸出電流閉環(huán)控制策略來解決并網(wǎng)控制問題;該方法輸出電流諧波含量THD較小,具有良好的控制效果。最后,分析了光伏系統(tǒng)中的孤島效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)理,常規(guī)的主動頻率偏移法AFD檢測孤島效應(yīng)中的延遲和檢測盲區(qū)的問題,并改進(jìn)基于周期擾動的正反饋主動頻率偏移AFDPF孤島檢測方法。詳細(xì)研究AFDPF方法存在的檢測盲區(qū)范圍,通過優(yōu)化擾動參數(shù),實現(xiàn)了無盲區(qū)檢測,編寫改進(jìn)的AFDPF反孤島運行算法程序。仿真表明:該算法具有檢測速度快,無檢測盲區(qū)和負(fù)載阻抗特性對檢測時間影響較小等優(yōu)點。 【關(guān)鍵詞】：戶用型 光伏發(fā)電 最大功率點跟蹤 并網(wǎng)控制 孤島檢測 正反饋主動頻率偏移
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 變量注釋表17-18
• 1 緒論18-29
• 1.1 課題背景與意義18-19
• 1.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展19-23
• 1.3 戶用型光伏并網(wǎng)發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀23-27
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容27-29
• 2 光伏電池模型29-41
• 2.1 光伏電池工作原理29-33
• 2.2 光伏陣列的建模和工程計算方法33-36
• 2.3 光伏電池MATLAB仿真模型與測試36-40
• 2.4 本章小結(jié)40-41
• 3 光伏發(fā)電最大功率點跟蹤技術(shù)41-60
• 3.1 最大功率點跟蹤的基本原理41-42
• 3.2 幾種常用的的最大功率點跟蹤方法分析與比較42-53
• 3.3 帶滯環(huán)比較的變步長擾動觀測法53-59
• 3.4 本章小結(jié)59-60
• 4 戶用型光伏并網(wǎng)逆變器控制策略的研究60-71
• 4.1 戶用型光伏并網(wǎng)逆變器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)60-63
• 4.2 光伏并網(wǎng)逆變器控制的基本原理63
• 4.3 改進(jìn)型單相鎖相環(huán)技術(shù)63-65
• 4.4 戶用型光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略65-70
• 4.5 本章小結(jié)70-71
• 5 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島效應(yīng)及反孤島策略研究71-85
• 5.1 孤島效應(yīng)的基本問題71-72
• 5.2 孤島效應(yīng)的發(fā)生與檢測標(biāo)準(zhǔn)72-74
• 5.3 主動移頻式孤島檢測74-80
• 5.4 仿真分析80-84
• 5.5 本章小結(jié)84-85
• 6 結(jié)論與展望85-87
• 6.1 結(jié)論85-86
• 6.2 展望86-87
• 參考文獻(xiàn)87-92
• 附錄92-96
• 作者簡歷96-98
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集98

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