并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

【摘要】：在全球資源消費(fèi)日益緊張、氣候變暖、生態(tài)環(huán)境惡化和人們環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)的大環(huán)境下,光伏發(fā)電必將成為可再生能源領(lǐng)域的一支主力軍。發(fā)展可再生能源是應(yīng)對(duì)氣候變化、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、解決能源和環(huán)境問題的關(guān)鍵,是能源戰(zhàn)略調(diào)整、轉(zhuǎn)變電力發(fā)展方式的重要內(nèi)容。我國在《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)》,《國家“十二五”科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》、《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中均已部署與發(fā)展光伏發(fā)電相關(guān)的重點(diǎn)及重大示范工程項(xiàng)目。保證分布式光伏發(fā)電技術(shù)的健康發(fā)展,在促進(jìn)新能源利用的同時(shí)保障電網(wǎng)的安全性和供電可靠性,已成為電力公司和光伏電站運(yùn)營商需要共同面對(duì)的重要課題。本文首先概括了國內(nèi)外光伏發(fā)電發(fā)展的研究現(xiàn)狀。建立了光伏電池的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)之上分析了光伏陣列的特性,并利用MATLAB/Simulink搭建了光伏電池的仿真模型,得到在任何給定的太陽光照強(qiáng)度和溫度情況狀態(tài)時(shí)的光伏陣列的I-U輸出特性圖和P-U輸出特性圖。其次,介紹了不同的PWM控制方式及其不同光伏逆變器的控制策略。闡述了光伏系統(tǒng)最大功率跟蹤的原理以及三種不同的最大功率點(diǎn)的跟蹤方法,對(duì)比選擇了基于恒定電壓法的最大功率點(diǎn)的跟蹤方法。再次,采用TI公司的C2000系列微控制器TMS320F28027設(shè)計(jì)了一套光伏并網(wǎng)模擬裝置。在對(duì)光伏并網(wǎng)模擬系統(tǒng)理論分析的基礎(chǔ)之上,對(duì)系統(tǒng)的軟件部分和硬件部分進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)。最后,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測試分析,得出了頻率相位跟蹤波形和輸出電壓波形,測定出輸出波形失真度。結(jié)果分析可知,頻率和相位跟蹤實(shí)時(shí)性方面設(shè)計(jì)較為合理可靠,欠壓和過流保護(hù)方面,系統(tǒng)也具有較強(qiáng)的靈敏性。 【關(guān)鍵詞】：光伏的發(fā)電 并網(wǎng) 最大功的率點(diǎn)跟蹤 TMS320F28027 控制的策略
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(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
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 課題背景以及意義11
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的國內(nèi)外現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢11-13
• 1.3 本課題文章結(jié)構(gòu)13-15
• 第二章 光伏發(fā)電系統(tǒng)15-37
• 2.1 光伏電池15-21
• 2.1.1 太陽能電池陣列15-16
• 2.1.2 太陽能電池的數(shù)學(xué)模型16-18
• 2.1.3 光伏陣列性能分析及仿真18-21
• 2.2 并網(wǎng)型光伏逆變器21-29
• 2.2.1 逆變器的基本構(gòu)成與工作原理21-22
• 2.2.2 并網(wǎng)逆變器的控制分類及要求22-25
• 2.2.3 并網(wǎng)逆變器的控制策略25-29
• 2.3 光伏陣列最大功率點(diǎn)的跟蹤29-36
• 2.3.1 光伏系統(tǒng)最大跟蹤的原理29-30
• 2.3.2 常見的最大功率點(diǎn)的跟蹤方法30-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第三章 并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)37-64
• 3.1 TMS320F28027硬件資源簡介37-39
• 3.2 并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)的總體方案39-40
• 3.3 理論分析與計(jì)算40-49
• 3.3.1 SPWM相關(guān)分析與參數(shù)計(jì)算40-42
• 3.3.2 電壓電流數(shù)據(jù)的分析與算法42-44
• 3.3.3 頻率相位跟蹤分析與參數(shù)計(jì)算44-46
• 3.3.4 濾波電路的分析與參數(shù)計(jì)算46
• 3.3.5 諧波含有率分析46-49
• 3.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)49-58
• 3.4.1 SPWM產(chǎn)生策略49-51
• 3.4.2 MPPT控制策略51-54
• 3.4.3 頻率相位跟蹤與鎖相環(huán)(PLL)控制策略54-55
• 3.4.4 死區(qū)時(shí)間及其補(bǔ)償55-57
• 3.4.5 系統(tǒng)保護(hù)及自恢復(fù)57-58
• 3.5 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)58-63
• 3.5.1 全橋逆變電路58-60
• 3.5.2 驅(qū)動(dòng)及其保護(hù)電路60-61
• 3.5.3 頻率和相位檢測電路61-62
• 3.5.4 電源管理電路62
• 3.5.5 電壓和電流相關(guān)檢測電路62-63
• 3.6 本章小結(jié)63-64
• 第四章 測試方案及結(jié)果分析64-69
• 4.1 測試儀器與設(shè)備64-65
• 4.2 測試方案與結(jié)果65-68
• 4.3 測試結(jié)果分析68-69
• 總結(jié)與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文74-76
• 致謝76

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