小型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵問題的研究

【摘要】：在全球能源結(jié)構(gòu)不斷向綠色可再生能源轉(zhuǎn)變的趨勢下，本文以在太陽能利用中效率最高，發(fā)展前景最好的分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)作為研究對象，主要針對光伏并網(wǎng)過程中所普遍涉及的最大功率點跟蹤（MPPT）、逆變控制及孤島檢測等關(guān)鍵技術(shù)問題，分別做了較深入的仿真研究，從而為保證光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)能高效、高品質(zhì)、穩(wěn)定、安全的接入電網(wǎng)，提供了必要的技術(shù)支持及工程參考。 其中最大功率點跟蹤（MPPT）技術(shù)是保證光伏發(fā)電系統(tǒng)保持最大功率輸出的關(guān)鍵技術(shù)。本文在對光伏陣列輸出特性及幾種常見MPPT控制策略進行深入地分析、比較后，針對步長選取的矛盾，提出了一種新的基于神經(jīng)網(wǎng)絡預測結(jié)合中值法的MPPT控制策略。仿真結(jié)果也表明，該控制策略結(jié)合了二者在動、靜態(tài)特性方面的優(yōu)勢，很好的解決了這一矛盾，相比于傳統(tǒng)的電導增量（INC）法，擁有更為優(yōu)越的綜合控制性能。 其次如何更快速，誤差及諧波總畸變率（THD）更小的產(chǎn)生可并入電網(wǎng)的交流信號，是光伏并網(wǎng)逆變控制所需解決的核心問題。本文在對幾種常見逆變控制策略進行分析、對比后，針對傳統(tǒng)控制策略的不足，提出了一種基于準比例諧振（Quasi-PR）控制、重復控制與PI控制相結(jié)合的復合控制策略。最終的仿真結(jié)果也顯示，相比于傳統(tǒng)單一的控制策略，復合控制策略有著更高的跟蹤精度及諧波抑制能力，滿足了系統(tǒng)并網(wǎng)的相關(guān)要求。 最后為了避免孤島效應的產(chǎn)生，本文應用主動頻率偏移（AFD）法，對系統(tǒng)并網(wǎng)的孤島檢測進行了建模與仿真，從而驗證了AFD法在孤島檢測中的有效性。 【關(guān)鍵詞】：中值步長法 神經(jīng)網(wǎng)絡 準比例諧振控制 重復控制 孤島檢測
【學位授予單位】：新疆大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景10-11
• 1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)的概述11-14
• 1.3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本構(gòu)成11-12
• 1.3.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類12
• 1.3.3 光伏并網(wǎng)逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)簡介12-14
• 1.4 光伏并網(wǎng)發(fā)電關(guān)鍵問題的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4.1 MPPT 控制算法的研究現(xiàn)狀14
• 1.4.2 逆變控制算法的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4.3 孤島檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀15
• 1.4.4 低電壓穿越技術(shù)的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 論文研究的主要內(nèi)容16-17
• 第二章 光伏陣列的模型建立及特性仿真17-25
• 2.1 光伏電池的工作原理17-18
• 2.2 光伏陣列工程仿真模型的建立18-20
• 2.3 光伏陣列輸出特性的研究20-22
• 2.4 基于 Boost 電路的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的模型建立22-25
• 第三章 光伏陣列 MPPT 控制策略的研究25-43
• 3.1 光伏陣列 MPPT 的基本原理25-26
• 3.2 幾種常見的 MPPT 控制策略26-31
• 3.2.1 恒電壓控制法26
• 3.2.2 擾動觀察法26-27
• 3.2.3 增量電導法27-29
• 3.2.4 中值步長法29-31
• 3.3 一種新型 MPPT 控制策略的提出31-38
• 3.3.1 中值法的提出31-33
• 3.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡在新型 MPPT 控制策略中的應用33-34
• 3.3.3 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡的建立34-37
• 3.3.4 新型 MPPT 控制策略的總體控制流程37-38
• 3.4 新型光伏發(fā)電系統(tǒng) MPPT 控制策略的仿真及結(jié)果分析38-43
• 3.4.1 中值法與傳統(tǒng) INC 法的仿真對比及分析39-40
• 3.4.2 本文最終控制策略與中值法的仿真對比及分析40-43
• 第四章 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)逆變原理簡析及參數(shù)設計43-48
• 4.1 全橋逆變電路44-45
• 4.2 濾波電路45-46
• 4.3 LC 型濾波電路的參數(shù)設計46-48
• 第五章 光伏并網(wǎng)逆變控制策略及孤島檢測的研究48-67
• 5.1 幾種常見的光伏并網(wǎng)逆變控制器48-54
• 5.1.1 滯環(huán)控制器48-49
• 5.1.2 PI 控制器49-50
• 5.1.3 比例諧振控制器50-52
• 5.1.4 重復控制器52-54
• 5.2 一種復合逆變控制策略的提出54-60
• 5.2.1 復合逆變控制器的控制策略簡述54-55
• 5.2.2 準比例諧振控制器的分析及設計55-57
• 5.2.3 重復控制器的分析及設計57-60
• 5.3 光伏并網(wǎng)逆變控制策略的仿真及結(jié)果分析60-65
• 5.3.1 滯環(huán)控制法的仿真及結(jié)果分析61-62
• 5.3.2 PI 控制法的仿真及結(jié)果分析62-63
• 5.3.3 復合控制策略的仿真及結(jié)果分析63-65
• 5.4 基于主動頻率偏移法的孤島檢測的仿真驗證65-67
• 第六章 結(jié)論與展望67-69
• 參考文獻69-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文71-72
• 致謝72

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