獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)變流與控制

【摘要】：光伏電能是緩解能源危機、減輕溫室效應的潔凈新能源之一,光伏產(chǎn)業(yè)也就成為當今社會競相發(fā)展的新興熱門產(chǎn)業(yè)。 光伏電池吸收太陽光輻射能并使之有效地轉換成電能,需要一個完備獨立光伏應用系統(tǒng),主要包括光伏電池、蓄電池、負載、變流器以及控制器。其中變流器和控制器是整個光伏系統(tǒng)的核心部分。 本文綜述了國內外光伏系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀,分析了光伏電池工作原理,影響光伏陣列的外界因素以及蓄電池充、放電過程中電化學反應機理。 總結分析了當前光伏系統(tǒng)中的常見變流器,并在此基礎上根據(jù)需求提出高升壓比Boost變流器。 分析了各種傳統(tǒng)的MPPT算法的原理以及優(yōu)缺點,在此基礎上提出一種基于模糊控制的自尋優(yōu)算法。 分析鉛酸蓄電池的充、放電原理,并在充分考慮到鉛酸蓄電池的特點后提出合適的充放電控制方法。 最后利用Matlab/Simulink軟件對系統(tǒng)進行仿真、研究。 【關鍵詞】：光伏發(fā)電 升壓變流器 最大功率跟蹤算法
【學位授予單位】：華東交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 全球范圍的能源危機及發(fā)展可再生能源的意義8-9
• 1.2 太陽能的利用9-11
• 1.3 光伏電池11-14
• 1.3.1 光伏電池工作原理11-12
• 1.3.2 光伏電池輸出特性12-14
• 1.4 蓄電池14-15
• 1.5 鉛酸蓄電池15-16
• 1.5.1 鉛酸蓄電池的化學特性15-16
• 1.5.2 影響蓄電池性能的因素16
• 1.6 本課題的研究意義和研究內容16-17
• 第二章 獨立光伏系統(tǒng)的變流器17-26
• 2.1 DC-DC 變流17-23
• 2.1.1 Buck 變流器17-18
• 2.1.2 Boost 變流器18-19
• 2.1.3 使用帶中間抽頭電感的Boost 變流器19-20
• 2.1.4 使用耦合電感的單端反激變流器20-21
• 2.1.5 使用耦合電感并帶有緩沖電路的變流器21-22
• 2.1.6 使用耦合電感的改進型Boost 變流器22
• 2.1.7 上述變流器的分析比較22-23
• 2.2 DC-AC 變流23-26
• 2.2.1 電壓型單相半橋逆變器23-24
• 2.2.2 電壓型單相全橋逆變器24-25
• 2.2.3 電流型單相全橋逆變器25
• 2.2.4 不同逆變器的分析比較25-26
• 第三章 獨立光伏系統(tǒng)的控制器26-37
• 3.1 最大功率點跟蹤的研究26-32
• 3.1.1 非自尋優(yōu)的最大功率點跟蹤算法26-27
• 3.1.2 自尋優(yōu)的最大功率點跟蹤27
• 3.1.3 擾動觀察法27-28
• 3.1.4 導納增量法28-29
• 3.1.5 恒壓跟蹤法29-30
• 3.1.6 基于變步長的自尋優(yōu)算法30-31
• 3.1.7 基于模糊控制的自尋優(yōu)算法31-32
• 3.2 蓄電池充電控制器32-33
• 3.2.1 恒流充電法32
• 3.2.2 恒壓充電法32
• 3.2.3 多階段充電法32-33
• 3.3 蓄電池控制系統(tǒng)33-37
• 3.3.1 UC3906 的結構和工作原理33-34
• 3.3.2 充電參數(shù)的確定34-35
• 3.3.3 蓄電池充電電路35-37
• 第四章 獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計與仿真37-52
• 4.1 系統(tǒng)整體分析37-38
• 4.1.1 系統(tǒng)設計的基本原則37
• 4.1.2 系統(tǒng)目標37
• 4.1.3 系統(tǒng)結構模型37-38
• 4.2 MATLAB/Simulink 軟件簡介38-39
• 4.3 光伏電池的仿真39-43
• 4.3.1 光伏電池理論模型39-40
• 4.3.2 光伏電池工程模型40-41
• 4.3.3 光伏電池的Matlab 仿真41-43
• 4.4 基于模糊控制的MPPT 仿真43-47
• 4.4.1 模糊控制器結構43
• 4.4.2 模糊子集及論域43-44
• 4.4.3 隸屬度函數(shù)44-45
• 4.4.4 模糊控制規(guī)則45
• 4.4.5 MPPT 的Matlab 仿真45-47
• 4.5 高升壓比變流器的仿真47-50
• 4.5.1 等效電感的計算47-48
• 4.5.2 電壓增益的計算48
• 4.5.3 電感電流的計算48-49
• 4.5.4 變流器的Matlab 仿真49-50
• 4.6 控制系統(tǒng)50-52
• 第五章 總結與展望52-53
• 5.1 論文工作總結52
• 5.2 進一步工作設想52-53
• 參考文獻53-55
• 個人簡歷 在讀期間發(fā)表的學術論文55-56
• 致謝56

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