單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的仿真研究

【摘要】：太陽能是現(xiàn)今自然界中最為理想的能源，它在分布上基本上無地域限制，可毫無顧慮的自由利用，是一種取之不盡，用之不竭的能源，也是人類最終可以依賴的能源。太陽能光伏發(fā)電具有許多從所周知的優(yōu)點，如無噪聲、無污染、使用方便、能量隨處可得，無需消耗燃料，故障率低，維護方便，并且可以實現(xiàn)無人值守，光伏電站建設(shè)周期短，可以適情況建設(shè)隨意大小的規(guī)模，更可以方便地與用電建筑相結(jié)合等，這些優(yōu)點都是常規(guī)發(fā)電和其他可再生能源發(fā)電方式所不及的。 在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，整個系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計十分重要，它是降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)可靠性和系統(tǒng)效率的保證。由于光伏系統(tǒng)控制策略在不斷進步，在這種情況下，要想縮短光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)周期，同時確保其性能優(yōu)良和可靠，節(jié)約成本，就要充分重視相關(guān)的計算機仿真和輔助設(shè)計技術(shù)，首先應(yīng)該選擇仿真平臺軟件，它是實現(xiàn)仿真和輔助設(shè)計的基礎(chǔ)。本文選用PSIM作為整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的仿真軟件。 對光伏電池物理特性進行分析，建立其數(shù)學(xué)模型，并在PSIM中建立可反應(yīng)光照強度與環(huán)境溫度的仿真模型，通過分析仿真結(jié)果證明其可靠性。光伏發(fā)電系統(tǒng)主電路采用兩級式無變壓器方式。為了能有效的利用有限的太陽能，最大功率點跟蹤（MPPT）是控制功能的重中之重，本文在對原有的擾動觀察法、電導(dǎo)增量法進行仿真分析的基礎(chǔ)上，計設(shè)了一種三點比較式的變步長擾動觀察法，在PSIM中進行仿真，通過控制BOOST電路中IGBT的占空比來實現(xiàn)MPPT的控制，仿真結(jié)果的表明該算法確實比原有的算法有了明顯的改進。在并網(wǎng)逆變器控制策略上，采用基于鎖相環(huán)的電流滯環(huán)控制方法，仿真結(jié)果表示并網(wǎng)電流能很好地與電網(wǎng)電壓實現(xiàn)同頻同相，實現(xiàn)輸出功率因數(shù)為1。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng) PSIM仿真 最大功率點跟蹤 電流滯環(huán)控制
【學(xué)位授予單位】：華東交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-18
• 1.1 課題的研究背景及意義7-8
• 1.2 太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀與發(fā)展前景8-13
• 1.2.1 世界光伏發(fā)電的現(xiàn)狀與發(fā)展目標9-10
• 1.2.2 中國太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀和前景10-13
• 1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)的類型13-14
• 1.3.1 獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)13
• 1.3.2 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)13-14
• 1.3.3 互補型光伏發(fā)電系統(tǒng)14
• 1.4 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)簡介14-16
• 1.4.1 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的主電路結(jié)構(gòu)14-15
• 1.4.2 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的功能分類15-16
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容16-18
• 第二章 光伏電池的仿真研究18-29
• 2.1 光伏電池原理18-20
• 2.2 光伏電池基本特性20-23
• 2.2.1 等效模型20-23
• 2.2.2 伏安特性參數(shù)23
• 2.3 光伏電池的仿真模型23-29
• 第三章 光伏發(fā)電系統(tǒng)的 MPPT 研究29-47
• 3.1 MPPT 基本原理29-30
• 3.2 光伏電池最大功率點跟蹤方法30-34
• 3.2.1 恒定電壓法30-31
• 3.2.2 擾動觀察法31-32
• 3.2.3 電導(dǎo)增量法32-33
• 3.2.4 其它 MPPT 方法33-34
• 3.3 最大功率點跟蹤（MPPT）的仿真研究34-47
• 3.3.1 MPPT 仿真模型34-37
• 3.3.2 擾動觀察法的仿真37-39
• 3.3.3 電導(dǎo)增量法的仿真39-41
• 3.3.4 新型擾動觀察法41-47
• 第四章 光伏并網(wǎng)控制方法的仿真研究47-62
• 4.1 DC/AC 變換技術(shù)47-49
• 4.2 光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略49-53
• 4.2.1 滯環(huán)比較方式50-52
• 4.2.2 三角波比較方式52
• 4.2.3 定時比較控制方式52-53
• 4.3 濾波器的選用53-55
• 4.4 并網(wǎng)逆變器輸出濾波器的仿真比較55-60
• 4.4.1 仿真模型55-56
• 4.4.2 仿真結(jié)果56-60
• 4.5 系統(tǒng)的仿真60-62
• 第五章 單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)主電路參數(shù)設(shè)計62-69
• 5.1 Boost 電路參數(shù)計算62-65
• 5.1.1 原理分析62-63
• 5.1.2 電感 L 的選擇63-64
• 5.1.3 電容 C 的選擇64-65
• 5.1.4 開關(guān)管與二級管的選擇65
• 5.2 DC-AC 逆變電路主要參數(shù)設(shè)計65-69
• 5.2.1 LCL 濾波器的參數(shù)選擇65-67
• 5.2.2 功率開關(guān)管的選取67-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-70
• 6.1 全文總結(jié)69
• 6.2 展望69-70
• 參考文獻70-73
• 個人簡歷 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73-74
• 致謝74

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