多支路最大功率跟蹤的光伏并網(wǎng)研究

【摘要】：當(dāng)前，世界能源形勢(shì)緊迫，開發(fā)可再生能源已成為全球保障能源安全的重要措施，其中太陽(yáng)能資源儲(chǔ)量豐富并且潔凈，所以被廣泛使用。太陽(yáng)能光伏方陣的輸出特性受外界環(huán)境因素如光照、溫度等影響，為了跟蹤太陽(yáng)能光伏方陣輸出功率的最大點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)光伏方陣和負(fù)載的匹配，常在光伏系統(tǒng)中加入最大功率跟蹤器。本文主要研究的是用于小型并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的多支路最大功率跟蹤器。 多支路最大功率跟蹤型并網(wǎng)逆變器能夠最大限度地利用太陽(yáng)能、克服支路間功率失配所帶來的系統(tǒng)整體效率較低的缺點(diǎn)，并可最大限度的減少系統(tǒng)受單支路故障的影響，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文首先分析了各種最大功率跟蹤算法的優(yōu)缺點(diǎn)，然后進(jìn)行Matlab仿真和實(shí)驗(yàn)分析，最后采用了一種簡(jiǎn)單的適合多支路最大功率跟蹤的算法。 本文設(shè)計(jì)的3kW雙支路最大功率跟蹤器的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，各支路光伏陣列的MPPT相互獨(dú)立,充分利用了能量，提高了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化率，然后進(jìn)行了仿真。最后系統(tǒng)采用數(shù)字信號(hào)處理器TMS320F2812作為控制芯片，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字控制方案，并搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，達(dá)到了前級(jí)雙支路分別實(shí)現(xiàn)MPPT的實(shí)驗(yàn)，在雙環(huán)控制方式的作用下穩(wěn)定了前后兩級(jí)，并且有效實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。 實(shí)驗(yàn)證明：本文提出的多支路最大功率跟蹤的光伏并網(wǎng)型電路的思路、軟件設(shè)計(jì)方案、硬件設(shè)計(jì)方案是切實(shí)可行的。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng) 最大功率跟蹤 多支路 逆變器 TMS320F2812
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 世界能源問題與光伏發(fā)電9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)9-11
• 1.3 本課題的研究意義和研究?jī)?nèi)容11-14
• 第2章 光伏 MPPT算法和DC/DC電路的研究14-36
• 2.1 引言14
• 2.2 光伏電池原理及特性14-21
• 2.2.1 光伏電池原理14-15
• 2.2.2 光伏電池的特性15-17
• 2.2.3 光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型17-19
• 2.2.4 光伏電池仿真模型19-21
• 2.3 最大功率跟蹤原理21-28
• 2.3.1 常用最大功率跟蹤算法22-25
• 2.3.2 模糊控制方法原理介紹25-26
• 2.3.3 MPPT模糊控制算法的研究26-28
• 2.4 DC/DC變換器研究28-32
• 2.4.1 Boost電路分析28-30
• 2.4.2 Boost 電路的小信號(hào)建模分析30-32
• 2.4.3 PWM脈寬調(diào)制的建模32
• 2.5 單支路MPPT算法仿真分析32-35
• 2.5.1 標(biāo)況下仿真分析32-33
• 2.5.2 在光照強(qiáng)度的不同環(huán)境下的的仿真分析33-34
• 2.5.3 電池陣列溫度不同環(huán)境下的仿真分析34-35
• 2.6 本章小結(jié)35-36
• 第3章 多支路光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行設(shè)計(jì)36-49
• 3.1 多支路MPPT的并網(wǎng)逆變器36-37
• 3.2 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)37-38
• 3.3 并網(wǎng)逆變器控制方法設(shè)計(jì)38-40
• 3.4 多支路并網(wǎng)型最大功率跟蹤電路仿真40-48
• 3.4.1 單支路2kW光伏電路并網(wǎng)仿真波形40-43
• 3.4.2 雙支路并網(wǎng)型最大功率跟蹤器的仿真43-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第4章 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)49-59
• 4.1 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)49-55
• 4.1.1 Boost變換器參數(shù)設(shè)計(jì)49-51
• 4.1.2 逆變器參數(shù)與采樣電路的設(shè)計(jì)51-53
• 4.1.3 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)53-55
• 4.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)55-58
• 4.2.1 TMS320F2812(DSP)性能簡(jiǎn)介55-56
• 4.2.2 系統(tǒng)軟件框架設(shè)計(jì)56-58
• 4.3 本章小結(jié)58-59
• 第5章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究59-72
• 5.1 前級(jí)單支路光伏MPPT加Boost電路實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析59-61
• 5.2 前級(jí)雙支路光伏MPPT加Boost電路實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析61-62
• 5.3 后級(jí)單環(huán)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析62-69
• 5.3.1 帶寬相同電壓不相同62-66
• 5.3.2 電壓相同帶寬不相同66-69
• 5.4 后級(jí)雙環(huán)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析69
• 5.5 系統(tǒng)總的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析69-70
• 5.6 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)實(shí)物照片70-71
• 5.7 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果76-77
• 致謝77-78
• 作者簡(jiǎn)介78

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