面向智能微網(wǎng)的單級(jí)光伏逆變器研究

【摘要】：隨著全球范圍內(nèi)能源和環(huán)境問題日益突出,可再生能源得到了廣泛的重視和發(fā)展,包括風(fēng)能發(fā)電、潮汐能發(fā)電、光伏發(fā)電等等。其中光伏發(fā)電是充分利用太陽(yáng)能的一種有效手段,極具發(fā)展前景?？稍偕茉创蠖嗖捎梅植际桨l(fā)電技術(shù),通過并網(wǎng)技術(shù)匯入大電網(wǎng),然而大量分布式電源的接入對(duì)大電網(wǎng)帶來(lái)了諸多不利的影響,已經(jīng)成為其發(fā)展的瓶頸,智能微網(wǎng)技術(shù)可以有效地解決這個(gè)問題。 目前,智能微網(wǎng)已成為各國(guó)研究的熱點(diǎn)。各國(guó)對(duì)智能微網(wǎng)的概念尚未統(tǒng)一,本文認(rèn)為智能微網(wǎng)即微網(wǎng)的智能化,可以靈活的進(jìn)行并網(wǎng)和離網(wǎng)轉(zhuǎn)化,具有兼容、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)等特征。智能微網(wǎng)的發(fā)展可以有效促進(jìn)可再生能源的發(fā)展,同時(shí)智能微網(wǎng)也對(duì)可再生能源技術(shù)提出了新的要求。 首先本文闡述了智能微網(wǎng)是電網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì),其能夠提供更高的供電可靠性,最大可能地利用清潔能源和促進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新?？紤]到建立微網(wǎng)實(shí)驗(yàn)架構(gòu)的復(fù)雜性和局限性,本文側(cè)重光伏逆變器的研究。面對(duì)智能微網(wǎng)的控制要求,逆變器需要可以靈活地工作于并網(wǎng)模式和離網(wǎng)模式。單級(jí)式光伏逆變采用單級(jí)式逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),單周期控制方式,結(jié)合擾動(dòng)觀察法實(shí)現(xiàn)光伏最大功率點(diǎn)追蹤,文中對(duì)單周期控制模型和最大功率點(diǎn)跟蹤模型進(jìn)行了深入的研究和探討。 然后在PSIM仿真環(huán)境中建立并網(wǎng)與離網(wǎng)運(yùn)行控制模式下的仿真模型,在分析其控制原理的基礎(chǔ)上給出控制和設(shè)計(jì)方法,通過仿真驗(yàn)證其模型的有效性和可靠性。 最后考慮智能微網(wǎng)兼容和經(jīng)濟(jì)等要求,本文采用ARM Cortex-M3系列處理器,其具有功能完善、兼容性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)可靠、開發(fā)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。本文給出了單級(jí)式光伏逆變系統(tǒng)的具體硬件設(shè)計(jì)方案,介紹了基于ARM Cortex-M3系列控制器的控制程序開發(fā)方式以及相關(guān)的控制流程圖。然后結(jié)合智能微網(wǎng)的控制要求,使逆變器運(yùn)行于離線和并網(wǎng)模式,結(jié)果表明基于本文提出的控制策略的單級(jí)式光伏逆變系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,符合設(shè)計(jì)要求。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 最大功率跟蹤 智能微網(wǎng) ARM Cortex-M3
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 課題背景9-10
• 1.1.1 全球能源危機(jī)與環(huán)境問題9
• 1.1.2 太陽(yáng)能光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)9-10
• 1.2 光伏發(fā)電研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)10-11
• 1.2.1 光伏發(fā)電現(xiàn)狀和趨勢(shì)10-11
• 1.2.2 我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展瓶頸及對(duì)策11
• 1.3 課題研究?jī)?nèi)容11-13
• 第2章 智能微網(wǎng)13-20
• 2.1 智能電網(wǎng)13-14
• 2.1.1 智能電網(wǎng)背景介紹13
• 2.1.2 智能電網(wǎng)的概念和特征13-14
• 2.2 微網(wǎng)14-16
• 2.2.1 微網(wǎng)的定義14-15
• 2.2.2 微網(wǎng)的重要特征15
• 2.2.3 智能電網(wǎng)和微網(wǎng)的關(guān)系15-16
• 2.3 我國(guó)智能電網(wǎng)和微網(wǎng)16-18
• 2.3.1 我國(guó)智能電網(wǎng)16-17
• 2.3.2 我國(guó)微網(wǎng)研究17-18
• 2.3.3 微網(wǎng)需要智能化18
• 2.4 智能微網(wǎng)18-19
• 2.4.1 智能微網(wǎng)的概念18
• 2.4.2 智能電網(wǎng)的特征18-19
• 2.4.3 我國(guó)智能微網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀19
• 2.5 本章小結(jié)19-20
• 第3章 光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)20-30
• 3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)20-24
• 3.1.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與分類20-22
• 3.1.2 光伏并網(wǎng)逆變器的關(guān)鍵技術(shù)22-24
• 3.2 面向智能微網(wǎng)的光伏逆變器24-29
• 3.2.1 智能微網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行24-25
• 3.2.2 單級(jí)式光伏逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)25-26
• 3.2.3 單級(jí)式光伏逆變器控制方式26-29
• 3.3 本章小結(jié)29-30
• 第4章 光伏陣列的MPPT原理及仿真30-50
• 4.1 光伏電池30-33
• 4.1.1 光伏電池受光照影響時(shí)的輸出30-31
• 4.1.2 光伏電池受溫度影響時(shí)的輸出31-32
• 4.1.3 光伏電池受負(fù)載阻抗影響時(shí)的輸出32
• 4.1.4 光伏電池的電路和模型32-33
• 4.2 最大功率點(diǎn)跟蹤方法的比較分析33-36
• 4.2.1 恒定電壓法34-35
• 4.2.2 擾動(dòng)觀察法35
• 4.2.3 電導(dǎo)增量法35-36
• 4.3 單周期控制結(jié)合擾動(dòng)觀察最大功率追蹤36-41
• 4.3.1 單周期最大功率追蹤36-39
• 4.3.2 擾動(dòng)觀察法39-40
• 4.3.3 單周期控制結(jié)合擾動(dòng)觀察法40-41
• 4.4 最大功率追蹤仿真研究41-49
• 4.4.1 離網(wǎng)模式仿真42-45
• 4.4.2 并網(wǎng)模式仿真45-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第5章 光伏逆變系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果50-63
• 5.1 總體設(shè)計(jì)方案及硬件結(jié)構(gòu)50-54
• 5.1.1 總體設(shè)計(jì)方案50
• 5.1.2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)50-54
• 5.2 控制器介紹54-57
• 5.2.1 ARM概述55-56
• 5.2.2 ARM特點(diǎn)介紹56-57
• 5.3 控制器的軟件結(jié)構(gòu)57-59
• 5.3.1 離線工作模式57-59
• 5.3.2 并網(wǎng)工作模式59
• 5.4 實(shí)驗(yàn)分析59-62
• 5.5 本章總結(jié)62-63
• 第6章 總結(jié)與展望63-64
• 6.1 本文的主要工作63
• 6.2 未來(lái)工作的展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文68-69
• 致謝69

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新世紀(jì)光伏產(chǎn)業(yè)展望    施正榮;

中國(guó)的太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)能否趕超世界?    施正榮;

低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可或缺的成員——太陽(yáng)能光伏技術(shù)    邵文青;

光伏：2012年產(chǎn)值有望達(dá)到500億    劉輝張民強(qiáng) 記者 趙曉強(qiáng)

測(cè)繪助推江西新余光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展    李葉青　胡婷然

太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)盛事將在上海舉辦    朱培

節(jié)能減排促我省光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展    記者 蘆瑞

新余搶占光伏產(chǎn)業(yè)世界制高點(diǎn)    記者 徐國(guó)平

國(guó)產(chǎn)裝備托起光伏產(chǎn)業(yè)    本報(bào)記者 左丹

光伏產(chǎn)業(yè)洗牌“過冬”    本報(bào)記者 陳瑋英

中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)亟待走出掙小錢窘境    記者 胡亮

昆明奠基全球光伏產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)    首席記者 肖宇輝

錦州光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)喜人態(tài)勢(shì)    本報(bào)記者 張繼鋒

太陽(yáng)能交流模塊逆變器及其控制技術(shù)的研究    譚光慧

電壓型逆變器分布式控制并聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)研究    亓迎川

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

基于Z源網(wǎng)絡(luò)的光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的研究    劉鴻鵬

配電網(wǎng)靜止同步補(bǔ)償器不平衡控制策略研究及系統(tǒng)設(shè)計(jì)    楊曉萍

小型光伏系統(tǒng)及其關(guān)鍵問題研究    胡義華

我國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)投資風(fēng)險(xiǎn)及決策研究    朱震宇

光伏產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力研究    陳曉燕

中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)研究    戚汝慶

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面向智能微網(wǎng)的單級(jí)光伏逆變器研究    禇鵬超

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基于微逆變器的屋頂光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的研究    楊欽超

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新型阻抗源逆變器單周期控制的研究    廖凌燕