基于超級(jí)電容器儲(chǔ)能的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

【摘要】：隨著全球能源危機(jī)、溫室效應(yīng)、環(huán)境污染的加劇,發(fā)展新能源成為一種解決此類(lèi)問(wèn)題的方法。太陽(yáng)能作為一種新能源,具有對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染以及可以無(wú)限使用的特點(diǎn),所以其發(fā)展前景比較好。太陽(yáng)能使用的主要形式是光伏發(fā)電。 本文的研究對(duì)象是以超級(jí)電容器作為儲(chǔ)能元件的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng),對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)組成部分進(jìn)行了整體的理論分析。對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)MPPT和超級(jí)電容儲(chǔ)能部分進(jìn)行詳細(xì)研究。 本文首先介紹幾種常見(jiàn)的光伏發(fā)電系統(tǒng)類(lèi)型及組成,提出本文研究對(duì)象——獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)組成及其關(guān)鍵技術(shù)。其次,分析光伏電池的工作原理,并用MATLAB軟件建模對(duì)其仿真分析,為研究光伏電池MPPT控制方法提供基礎(chǔ)。接著對(duì)最大功率跟蹤原理進(jìn)行分析,并對(duì)幾種常見(jiàn)的MPPT控制方法進(jìn)行分析比較,提出了一種變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀測(cè)法。構(gòu)建了以Boost電路作為主電路的MPPT控制系統(tǒng),仿真結(jié)果表明變步長(zhǎng)擾動(dòng)算法在跟蹤速度和精度上有較好的效果；在環(huán)境條件變化情況下,系統(tǒng)呈現(xiàn)較好的穩(wěn)定性。最后,對(duì)超級(jí)電容器儲(chǔ)能原理和優(yōu)勢(shì)作了詳細(xì)介紹,建立了超級(jí)電容器的等效電路模型。對(duì)雙向DC/DC變換器作了重點(diǎn)研究,對(duì)其小信號(hào)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行推導(dǎo),提出了電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)的控制方法。用MATLAB對(duì)超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了對(duì)超級(jí)電容器充放電采用雙環(huán)控制是有效、可靠的。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電系統(tǒng) 超級(jí)電容器 最大功率點(diǎn)跟蹤 雙向DC/DC變換器
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM615;TM53
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 課題背景及意義11-12
• 1.2 光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及前景12-14
• 1.2.1 國(guó)外光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及前景12-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及前景13-14
• 1.3 超級(jí)電容器及其儲(chǔ)能研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 超級(jí)電容器發(fā)展概述14-15
• 1.3.2 超級(jí)電容器儲(chǔ)能應(yīng)用的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本文主要工作內(nèi)容16-19
• 2 太陽(yáng)能獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)19-27
• 2.1 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類(lèi)19-22
• 2.2 本文研究的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)22-25
• 2.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)22-24
• 2.2.2 關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題24-25
• 2.3 本章小結(jié)25-27
• 3 光伏發(fā)電系統(tǒng)的MPPT控制27-53
• 3.1 太陽(yáng)能光伏電池模型27-35
• 3.1.1 光伏電池的工作原理27-28
• 3.1.2 光伏電池模型及特性28-32
• 3.1.3 光伏電池的仿真建模32-35
• 3.2 最大功率點(diǎn)跟蹤原理及控制方法35-43
• 3.2.1 最大功率點(diǎn)跟蹤控制原理35-38
• 3.2.2 最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法38-41
• 3.2.3 本文采用的MPPT控制方法41-43
• 3.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT控制43-51
• 3.3.1 MPPT控制主電路44-45
• 3.3.2 MPPT主電路參數(shù)設(shè)計(jì)45-47
• 3.3.3 基于擾動(dòng)觀測(cè)法的MPPT仿真分析47-51
• 3.4 本章小結(jié)51-53
• 4 超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)研究53-73
• 4.1 超級(jí)電容器特性53-57
• 4.1.1 超級(jí)電容器特點(diǎn)53-54
• 4.1.2 超級(jí)電容器性能指標(biāo)54-55
• 4.1.3 超級(jí)電容器等效電路模型55-56
• 4.1.4 超級(jí)電容器容量選擇56-57
• 4.2 雙向DC/DC變換器57-67
• 4.2.1 雙向DC/DC變換器的分類(lèi)及確定57-59
• 4.2.2 雙向半橋變換器的工作原理及工作方式59-60
• 4.2.3 雙向變換器的建模60-65
• 4.2.4 儲(chǔ)能雙向變換器控制策略65-67
• 4.3 基于雙向DC/DC的超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制67-72
• 4.3.1 儲(chǔ)能獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行工況67-70
• 4.3.2 基于雙向DC/DC的超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的仿真70-72
• 4.4 本章小結(jié)72-73
• 5 總結(jié)73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-81
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果81

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