光伏發(fā)電及其關(guān)鍵技術(shù)研究

【摘要】：隨著社會的飛速進步,傳統(tǒng)能源的緊缺及其對環(huán)境帶來的負面影響給新能源的蓬勃發(fā)展帶來了新的契機。可以肯定,在未來的幾十年中以太陽能為首的新能源勢必將逐步取代傳統(tǒng)能源。目前,光伏發(fā)電技術(shù)主要應用于獨立光伏系統(tǒng)與并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。 本文就光伏發(fā)電及其關(guān)鍵技術(shù)進行了深入研究,總結(jié)了國內(nèi)外光伏技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,闡述了光伏發(fā)電技術(shù)的工作原理及其結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)組成,通過仿真實驗研究了影響不同光伏材料的Ⅰ-Ⅴ特性的客觀因素；對戶用光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進行了詳細的研究。本文所做的工作可歸納如下： 1.總結(jié)國內(nèi)外光伏技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)市場的發(fā)展現(xiàn)狀。闡述了半導體PN結(jié)的工作原理以及光伏發(fā)電技術(shù)的基本工作原理-光伏效應。 2.分析了光照強度與溫度對構(gòu)成光伏陣列的三種不同半導體材料(單晶硅,多晶硅與銅銦硒CuInSe2-CIS)的影響。驗證了單晶硅在三者中最優(yōu)的轉(zhuǎn)化效率；并通過三種材料在變化的環(huán)境中的不同性能表現(xiàn),為既定的光伏系統(tǒng)材料的選取提出了建議。 3.總結(jié)幾種最大功率控制方法的優(yōu)缺點；通過對一種典型光伏陣列數(shù)學模型的分析,通過求極值功率的方法,給出了一種帶有MPPT最大功率跟蹤點的光伏陣列模型,并對其應用的仿真實驗研究,驗證了該模型具備MPPT功能。 4.詳細分析了戶用光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的傳統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)與控制結(jié)構(gòu),通過在傳統(tǒng)系統(tǒng)的光伏陣列輸出級加入Boost DC/DC升壓變換器,對傳統(tǒng)系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)進行了一定改進。在Matlab環(huán)境下進行了仿真實驗,實驗結(jié)果表明,在電網(wǎng)電壓受到周期性擾動時,采用了電壓前饋以及并網(wǎng)電流的重復控制技術(shù)的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的采用純比例P控制的系統(tǒng)相比所具有的優(yōu)越性。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 MPPT 戶用光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 重復控制 電壓前饋
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究光伏技術(shù)的重要意義10-11
• 1.2 國外光伏技術(shù)和產(chǎn)業(yè)市場研究與發(fā)展概況11-12
• 1.3 國內(nèi)光伏技術(shù)和產(chǎn)業(yè)市場研究與發(fā)展概況12-14
• 1.4 光伏發(fā)電的發(fā)展趨勢14
• 1.5 論文的主要工作及安排14-15
• 第2章 光伏發(fā)電及其關(guān)鍵技術(shù)概述15-23
• 2.1 光伏發(fā)電工作原理15-17
• 2.1.1 半導體PN結(jié)結(jié)構(gòu)及其原理15-16
• 2.1.2 光伏效應原理16-17
• 2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)17-20
• 2.3 光伏發(fā)電的一些關(guān)鍵技術(shù)20-22
• 2.3.1 光伏陣列的MPPT技術(shù)20-21
• 2.3.2 光伏充電控制器的智能控制技術(shù)21
• 2.3.3 逆變技術(shù)21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第3章 光伏陣列性能及其MPPT研究23-39
• 3.1 光伏陣列的工作特性23-25
• 3.2 光照強度和溫度對幾種光伏材料性能影響的研究25-29
• 3.2.1 光照強度和溫度對晶體硅與CIS工作性能的影響25-28
• 3.2.2 結(jié)論28-29
• 3.3 常用的幾種最大功率點跟蹤方法研究29-31
• 3.3.1 恒定電壓跟蹤法29-30
• 3.3.2 擾動觀察法30
• 3.3.3 功率回授法30-31
• 3.4 基于數(shù)學模型的光伏陣列MPPT方法研究31-38
• 3.4.1 光伏陣列數(shù)學模型31-33
• 3.4.2 具備MPPT功能的光伏陣列數(shù)學模型33
• 3.4.3 Matlab環(huán)境下光伏陣列通用仿真模型33-35
• 3.4.4 并網(wǎng)系統(tǒng)中光伏陣列通用仿真模型的應用35-37
• 3.4.5 仿真結(jié)論37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 戶用光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究39-64
• 4.1 戶用光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)分析39-46
• 4.1.1 戶用光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)39-41
• 4.1.2 戶用光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)41-42
• 4.1.3 SPWM調(diào)制方式與工作過程42-44
• 4.1.4 逆變器輸出級數(shù)學模型44-46
• 4.2 鎖相環(huán)原理與其在系統(tǒng)中的實現(xiàn)46-48
• 4.2.1 鎖相環(huán)的原理46-47
• 4.2.2 本文采用的鎖相環(huán)的實現(xiàn)47-48
• 4.3 系統(tǒng)中MPPT的研究48
• 4.4 電網(wǎng)電壓前饋策略的研究48-50
• 4.5 光伏并網(wǎng)電流重復控制研究50-56
• 4.5.1 重復控制的理論基礎50-51
• 4.5.2 重復控制的實現(xiàn)51-56
• 4.6 戶用光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)仿真實驗研究56-63
• 4.6.1 仿真模型的組件56-58
• 4.6.2 系統(tǒng)主要器件的仿真設計58-60
• 4.6.3 仿真結(jié)果60-63
• 4.7 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-68
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文68

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