光伏發(fā)電充電與逆變控制研究

【摘要】：社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要能源作為支撐。全球范圍內(nèi)對(duì)能源需求的增長(zhǎng)使得石油,煤炭,天然氣等非可再生能源被大量的利用,直接威脅全人類的可持續(xù)發(fā)展。因而,對(duì)于可替代能源的開發(fā)迫在眉睫。太陽(yáng)能作為取之不盡,安全可靠,純天然資源,成為世界各國(guó)科學(xué)研究的熱點(diǎn)。為了克服傳統(tǒng)的獨(dú)立式光伏系統(tǒng)最大功率跟蹤速度響應(yīng)慢、對(duì)于外界環(huán)境的抗干擾能力差、逆變輸出效率低等不足,本文以基于高頻鏈技術(shù)的獨(dú)立式光伏系統(tǒng)為研究對(duì)象,重點(diǎn)對(duì)此系統(tǒng)的充電與逆變控制進(jìn)行了深入的研究。首先,對(duì)獨(dú)立式光伏發(fā)電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和各部分工作原理做了詳細(xì)的介紹,通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)和其他光伏系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較和分析,采用基于高頻鏈技術(shù)的獨(dú)立式光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu),使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于控制,噪音降低,轉(zhuǎn)換效率提高。其次,在分析了光伏陣列的數(shù)學(xué)模型、蓄電池工作特性的前提下,將改進(jìn)型變步長(zhǎng)增量電導(dǎo)法與三階段充電相結(jié)合,提出了基于MPPT的新型變步長(zhǎng)增量電導(dǎo)法充電技術(shù),從而有效提高光伏陣列的工作效率,更精準(zhǔn)的跟蹤最大功率點(diǎn),實(shí)現(xiàn)能量的高效轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)。再次,對(duì)獨(dú)立式光伏系統(tǒng)從控制策略、硬件設(shè)計(jì)、軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。通過(guò)雙閉環(huán)控制策略,采用單極性脈寬調(diào)制方法,對(duì)高頻鏈逆變環(huán)節(jié)中的推挽變換器和全橋逆變電路進(jìn)行控制,降低了逆變輸出諧波含量,提高了逆變效率。在硬件設(shè)計(jì)方面,對(duì)充電功率電路、升壓變換器功率電路、逆變電路和采樣、驅(qū)動(dòng)電路等主要部件進(jìn)行了大量的參數(shù)計(jì)算和相關(guān)器件的選擇說(shuō)明。對(duì)系統(tǒng)充電和逆變過(guò)程中軟件功能的實(shí)現(xiàn)做了細(xì)致的闡述。最后,以Matlab/simulink為仿真工具,對(duì)獨(dú)立式光伏系統(tǒng)中各模塊功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了大量仿真驗(yàn)證。搭建了整個(gè)系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),通過(guò)示波器實(shí)驗(yàn)波形測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立式光伏系統(tǒng)充電和逆變的精確控制。 【關(guān)鍵詞】：光伏系統(tǒng) 最大功率跟蹤 三階段充電 高頻逆變
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM615;TM464
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 選題背景和意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展10-13
• 1.2.1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展10-12
• 1.2.2 技術(shù)發(fā)展12-13
• 1.3 光伏系統(tǒng)的分類和應(yīng)用13-16
• 1.3.1 并網(wǎng)式光伏系統(tǒng)13-14
• 1.3.2 獨(dú)立式光伏系統(tǒng)14-16
• 1.4 本文研究目的和意義16-17
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容17-18
• 2 基于高頻鏈技術(shù)的獨(dú)立式光伏拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)18-27
• 2.1 傳統(tǒng)低頻逆變技術(shù)18-19
• 2.2 傳統(tǒng)獨(dú)立式光伏系統(tǒng)19-20
• 2.3 高頻環(huán)節(jié)逆變器20-21
• 2.4 獨(dú)立式光伏系統(tǒng)應(yīng)用高頻鏈技術(shù)21-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 3 基于新型變步長(zhǎng)增量電導(dǎo)法的充電技術(shù)研究27-40
• 3.1 光伏陣列的工作特性27-30
• 3.1.1 光伏陣列的數(shù)學(xué)模型和輸出特性27-30
• 3.1.2 負(fù)載與光伏陣列的關(guān)系30
• 3.2 鉛酸蓄電池的工作特性30-33
• 3.2.1 鉛酸蓄電池的動(dòng)態(tài)模型31-32
• 3.2.2 影響鉛酸蓄電池壽命的外在因素32
• 3.2.3 鉛酸蓄電池在光伏中的應(yīng)用32-33
• 3.3 最大功率跟蹤(MPPT)的工作原理33-37
• 3.3.1 常用MPPT算法33-34
• 3.3.2 新型變步長(zhǎng)增量電導(dǎo)法34-37
• 3.4 基于新型變步長(zhǎng)增量電導(dǎo)法MPPT的三階段充電37-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 4 獨(dú)立式光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)40-65
• 4.1 獨(dú)立式光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求40
• 4.2 獨(dú)立式光伏系統(tǒng)總體框架40-42
• 4.2.1 總體設(shè)計(jì)架構(gòu)40-41
• 4.2.2 控制器的選擇41-42
• 4.3 逆變系統(tǒng)控制策略42-47
• 4.3.1 推挽變換器的控制策略42-45
• 4.3.2 全橋逆變器的控制策略45-47
• 4.4 獨(dú)立式光伏系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)47-60
• 4.4.1 充電器功率電路48-49
• 4.4.2 升壓變換器功率電路49-54
• 4.4.3 逆變器電路54-55
• 4.4.4 采樣電路55-59
• 4.4.5 驅(qū)動(dòng)電路59-60
• 4.5 獨(dú)立式光伏系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)60-64
• 4.5.1 充電系統(tǒng)61-62
• 4.5.2 逆變系統(tǒng)62-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 5 獨(dú)立式光伏系統(tǒng)的仿真和實(shí)驗(yàn)65-75
• 5.1 光伏板仿真模型65-66
• 5.2 最大功率跟蹤仿真66-69
• 5.3 充電系統(tǒng)仿真69-71
• 5.4 高頻鏈逆變器仿真71-72
• 5.5 基于硬件和軟件平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)72-74
• 5.6 本章小結(jié)74-75
• 6 結(jié)論75-77
• 6.1 工作總結(jié)75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文80-81
• 致謝81-83

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太陽(yáng)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;

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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?！⊥ㄓ崋T 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

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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(yáng)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

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光伏系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及控制策略的研究與實(shí)現(xiàn)    謝偉

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