船舶光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行特性研究

【摘要】：太陽能是地球上資源較為豐富的可再生能源，分布廣泛、取之不盡且無污染綠色環(huán)保的特點(diǎn)使之成為現(xiàn)今存在的化石能源的最佳替代品。太陽能發(fā)電技術(shù)在船舶上應(yīng)用的想法在國際上很早就被提出，但在以柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)為主機(jī)的大中型船舶中的應(yīng)用卻很少。但隨著科技進(jìn)步，太陽能電池成本的降低和效率的提高，太陽能船舶將具有很好的發(fā)展前景，也是未來綠色船舶的研究熱點(diǎn)之一，因此對(duì)太陽能船舶的研究是當(dāng)今世界一個(gè)重要的課題。 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)分為獨(dú)立（離網(wǎng)）光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)兩種，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與船舶電力系統(tǒng)相結(jié)合進(jìn)行并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)能夠提高能源利用率及船舶電網(wǎng)可靠性，本文主要研究船舶并網(wǎng)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。依托工信部高技術(shù)船舶科研項(xiàng)目“太陽能在大型運(yùn)輸船舶上應(yīng)用的前期研究”，并針對(duì)“中遠(yuǎn)騰飛”船舶平臺(tái)及船舶電力系統(tǒng)的具體特點(diǎn)，本文搭建了一套基于Matlab/Simulink的船舶太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型，進(jìn)行了船舶典型工況和故障的仿真實(shí)驗(yàn)，為太陽能光伏系統(tǒng)在船舶上的具體應(yīng)用以及可行性提供一定的設(shè)計(jì)依據(jù)，主要做了以下幾方面工作： 首先，根據(jù)太陽能光伏電池的發(fā)電原理，構(gòu)建了太陽能光伏電池的仿真模型；分析MPPT原理，利用擾動(dòng)觀察法和Boost變換電路對(duì)太陽能光伏電池的最大功率點(diǎn)跟蹤進(jìn)行了仿真分析。其次，對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器的多種控制策略做了比較分析，采用了三角波比較控制方式作為并網(wǎng)逆變器的控制策略，并使用SPWM調(diào)制方式。在此基礎(chǔ)之上，構(gòu)建了光伏并網(wǎng)控制策略模型，并仿真分析了系統(tǒng)的光伏并網(wǎng)控制策略。再次，參考船舶電力系統(tǒng)的具體特點(diǎn)，分別對(duì)船舶電力系統(tǒng)中原動(dòng)機(jī)及調(diào)速器系統(tǒng)、同步發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁系統(tǒng)以及船舶負(fù)載建立了相應(yīng)的模型。參考具體參數(shù)，仿真分析了船舶電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的特性。最后，結(jié)合所建立的光伏發(fā)電系統(tǒng)和船舶電力系統(tǒng)模型，建立一套船舶光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的模型，仿真分析船舶光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)船舶負(fù)載的突加、突卸和單三相故障等對(duì)船舶光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)暫態(tài)電能質(zhì)量的影響，仿真結(jié)果表明所建立的模型能夠模擬船舶光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行過程，真實(shí)反映實(shí)船的典型工況和故障，保證船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng) 最大功率跟蹤 船舶電力系統(tǒng) 并網(wǎng)仿真 暫態(tài)電能質(zhì)量
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U665.12
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 國內(nèi)外太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.3 國內(nèi)外太陽能船舶的現(xiàn)狀與發(fā)展前景10-12
• 1.4 論文研究內(nèi)容12-14
• 第2章 船舶光伏并網(wǎng)發(fā)電理論研究14-24
• 2.1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡介14-16
• 2.1.1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成14-15
• 2.1.2 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的類型15-16
• 2.2 太陽能光伏電池理論研究16-18
• 2.2.1 太陽能光伏電池發(fā)電原理16-17
• 2.2.2 太陽能光伏電池基本特性17-18
• 2.3 太陽能光伏逆變器理論研究18-22
• 2.3.1 并網(wǎng)逆變器的電路原理18-20
• 2.3.2 最大功率點(diǎn)跟蹤控制20-22
• 2.4 船舶光伏并網(wǎng)穩(wěn)定性22-24
• 第3章 光伏發(fā)電系統(tǒng)建模仿真24-43
• 3.1 光伏電池建模24-27
• 3.1.1 光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型24-25
• 3.1.2 光伏電池仿真研究25-27
• 3.2 MPPT 仿真研究27-34
• 3.2.1 擾動(dòng)觀察法28-29
• 3.2.2 Boost 變換電路29-31
• 3.2.3 MPPT 仿真31-34
• 3.3 光伏逆變器并網(wǎng)控制策略仿真研究34-39
• 3.3.1 SPWM 調(diào)制方式34-36
• 3.3.2 光伏并網(wǎng)控制策略建模36-39
• 3.4 仿真算例分析39-43
• 第4章 船舶電力系統(tǒng)建模仿真43-62
• 4.1 船舶電力系統(tǒng)概述43-45
• 4.1.1 船舶電力系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)43-44
• 4.1.2 船舶電力系統(tǒng)建模思路44-45
• 4.2 原動(dòng)機(jī)及調(diào)速器系統(tǒng)建模45-48
• 4.2.1 原動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型45-46
• 4.2.2 調(diào)速器系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型46-47
• 4.2.3 原動(dòng)機(jī)及調(diào)速器系統(tǒng)仿真模型47-48
• 4.3 同步發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁系統(tǒng)建模48-55
• 4.3.1 同步發(fā)電機(jī)工作原理48-50
• 4.3.2 同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型50-51
• 4.3.3 同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程51-52
• 4.3.4 同步發(fā)電機(jī)輸出功率方程52-53
• 4.3.5 勵(lì)磁系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型53-55
• 4.3.6 同步發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁系統(tǒng)仿真模型55
• 4.4 船舶負(fù)載建模55-57
• 4.5 仿真算例分析57-62
• 第5章 船舶光伏并網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)電能質(zhì)量研究62-76
• 5.1 船舶光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)整體仿真模型62-64
• 5.2 船舶光伏并網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)電能質(zhì)量特性分析64-65
• 5.2.1 船舶電能質(zhì)量簡介64-65
• 5.2.2 船舶光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性65
• 5.3 負(fù)載對(duì)船舶光伏并網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)電能質(zhì)量影響65-69
• 5.4 三相故障對(duì)船舶光伏并網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)電能質(zhì)量影響69-71
• 5.5 單相故障對(duì)船舶光伏并網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)電能質(zhì)量影響71-73
• 5.6 三相不平衡對(duì)船舶光伏并網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)電能質(zhì)量影響73-76
• 第6章 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 總結(jié)76
• 6.2 展望76-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-81

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基于MATLAB的同步發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)過程仿真    朱軍

輪機(jī)模擬器船舶電站裝置    馬昭勝;

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中國智能電網(wǎng)的效益評(píng)估和政策機(jī)制研究    吳俊勇;

微網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行及控制策略研究    崔明勇

微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化與能量管理研究    張穎媛

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基于微電網(wǎng)運(yùn)行的光伏逆變電源若干關(guān)鍵技術(shù)研究    陳衛(wèi)民

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分布式光伏發(fā)電微電網(wǎng)供能系統(tǒng)研究    袁建華

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中小型船舶的可拆卸性設(shè)計(jì)技術(shù)研究    楊先春

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光伏發(fā)電并網(wǎng)與微網(wǎng)運(yùn)行控制仿真研究    楊文杰

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光伏并網(wǎng)發(fā)電與建筑相結(jié)合技術(shù)的發(fā)展概況    原慧軍;王效華;張興磊;

光伏并網(wǎng)發(fā)電通信控制裝置的設(shè)計(jì)    劉立軍;焦翠坪;王淼;穆桂霞;張喜軍;

國內(nèi)規(guī)模最大的太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目投產(chǎn)    本刊編輯部;

光伏并網(wǎng)發(fā)電的研究進(jìn)展    余濤;余婕;

淺談光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展    王曄;方波;

基于智能功率模塊的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)    桑繪繪;楊奕;

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小型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用    毛伙南;陳峰;崔傳芹;潘冬;陳海;郭金基;

3kW光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置研究與設(shè)計(jì)    唐衛(wèi)波;夏向陽;

安徽首座變電站光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究與應(yīng)用    謝紅福;何鳴;張可;王曉;

對(duì)昆明電網(wǎng)光伏并網(wǎng)發(fā)電的一些思考    鄒賢;王琳;

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光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析    馮保念;洪瑞江;

國家體育場(鳥巢)100kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)    朱知洋;張光春;施正榮;

光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)綜述    戴靖;何中一;邢巖;

三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真    陶曉峰;吳紅斌;

無差拍控制在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用    張超;何湘寧;

基于dsPIC的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究    葉剛;

基于D類功率放大器一種光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置設(shè)計(jì)    白婧文;韓可;

我國首個(gè)大型光伏并網(wǎng)發(fā)電示范項(xiàng)目開工    記者 李琛奇　通訊員 陳發(fā)明

敦煌光伏并網(wǎng)發(fā)電示范工程本月開工    本報(bào)記者 陳其玨

格爾木200MW大型光伏并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目選址確定    通訊員 李莎莎　秦滑

兩大巨頭搶灘敦煌光伏發(fā)電項(xiàng)目    張維賢 張耀 李樹民

兩大“巨頭”搶灘敦煌光伏發(fā)電項(xiàng)目    張維賢　張耀 李樹民

10兆瓦光伏并網(wǎng)發(fā)電示范項(xiàng)目敦煌奠基    記者 陳宗立　通訊員 李開南

國投敦煌10兆瓦光伏項(xiàng)目發(fā)電    記者 趙棟

光伏并網(wǎng)發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究獲重要突破    陶韡爍 記者 王春

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)將完善    周洪博

策勒光伏并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目開工    通訊員 高風(fēng)梅 李彩艷

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    趙為

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)的研究    陳宗祥

光伏并網(wǎng)發(fā)電的功率補(bǔ)償控制研究    蔡紀(jì)鶴

基于線性二次型最優(yōu)控制的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    李春玲

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與控制策略研究    董密

三相三電平光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中若干關(guān)鍵技術(shù)的研究    楊滔

戶用式光伏并網(wǎng)發(fā)電控制策略的研究    任碧瑩

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)MPPT及孤島檢測新技術(shù)的研究    張超

三相并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行控制策略    劉飛

三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究    雷家寧

有源濾波器在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    李紹慈

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基于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島檢測    李春玲

單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    羅小英

單相數(shù)控光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    劉傳洋

光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置的研究    王娉婷

2kW單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    呂文坤

單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    魏騰飛

兩級(jí)式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    陳龍虎