光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

【摘要】： 光伏發(fā)電已成為我國未來新能源的重要組成部分,隨著對其研究的不斷深入,光伏并網(wǎng)發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中起到越來越重要的作用。戶用型小功率并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要包括最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制器和逆變器兩個(gè)組成部分,本文以光伏并網(wǎng)發(fā)電為研究平臺,對光伏器件的特性、光伏陣列的最大功率點(diǎn)跟蹤方法、并網(wǎng)控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)作了比較深入的研究,并給出了相對完整的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)樣機(jī)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 本文首先分析了光伏電池的工作原理和輸出特性,闡明了最大功率點(diǎn)跟蹤的原理,并對不同的最大功率點(diǎn)跟蹤方法進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹。針對應(yīng)用最為廣泛的擾動觀察法進(jìn)行了詳細(xì)的研究,分析了擾動觀察法誤判的深層次原因,給出了優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,完成了算法設(shè)計(jì)和仿真分析,仿真結(jié)果驗(yàn)證了算法設(shè)計(jì)的正確性。論文對逆變器并網(wǎng)控制技術(shù)進(jìn)行了研究,在建立系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上對逆變器的雙環(huán)控制參數(shù)進(jìn)行了根軌跡設(shè)計(jì),針對傳統(tǒng)控制方法的不足,研究了重復(fù)控制和傳統(tǒng)PI控制相結(jié)合的混合控制技術(shù)。 本文最后給出了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的完整設(shè)計(jì),包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、拓?fù)涞倪x擇、控制資源的分配、功率器件選擇、電感設(shè)計(jì),以及變換器關(guān)鍵驅(qū)動電路和采樣電路的設(shè)計(jì)。最后研制了一臺500W的光伏并網(wǎng)變換器原理樣機(jī),進(jìn)行了原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明上述分析的有效性和合理性。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng)發(fā)電 最大功率點(diǎn)跟蹤 并網(wǎng)控制
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 圖表清單9-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 光伏發(fā)電的背景和意義13
• 1.2 國內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和趨勢13-16
• 1.2.1 世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢13-15
• 1.2.2 國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢15-16
• 1.3 光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)16-20
• 1.3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類16-18
• 1.3.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電拓?fù)?/span>18-19
• 1.3.3 光伏發(fā)電并網(wǎng)控制關(guān)鍵技術(shù)19-20
• 1.4 本文的主要工作20-21
• 第二章 最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)21-32
• 2.1 太陽能電池簡介21-22
• 2.2 最大功率點(diǎn)跟蹤方法概述22-25
• 2.2.1 基于優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的MPPT 控制方法22-23
• 2.2.2 基于擾動的自尋優(yōu)的MPPT 控制方法23-24
• 2.2.3 基于智能處理方法和其他非線性控制策略的MPPT 控制方法24-25
• 2.2.4 基于輸出端控制的MPPT 控制方法25
• 2.3 擾動觀察法算法及改進(jìn)25-31
• 2.3.1 改進(jìn)的擾動觀察法25-30
• 2.3.2 改進(jìn)擾動觀察法仿真分析30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 MPPT 控制器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化32-44
• 3.1 MPPT 控制器拓?fù)溥x擇32-33
• 3.1.1 普通單相Boost 變換器32
• 3.1.2 交錯(cuò)并聯(lián)Boost 變換器32-33
• 3.2 平均電流控制技術(shù)及仿真33-39
• 3.2.1 后級并網(wǎng)逆變器對前級Boost 的影響33-36
• 3.2.2 Boost 輸出母線電容36-38
• 3.2.3 平均電流控制技術(shù)與仿真38-39
• 3.3 Boost 硬件設(shè)計(jì)39-43
• 3.3.1 Boost 功率電路設(shè)計(jì)40-42
• 3.3.2 Boost 變換器驅(qū)動電路設(shè)計(jì)42-43
• 3.3.3 Boost 采樣保護(hù)電路設(shè)計(jì)43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 并網(wǎng)逆變器控制技術(shù)44-62
• 4.1 并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)44-46
• 4.2 數(shù)字控制策略46-48
• 4.2.1 PID 控制46
• 4.2.2 重復(fù)控制46-47
• 4.2.3 無差拍控制47
• 4.2.4 混合控制技術(shù)47-48
• 4.3 并網(wǎng)逆變器PID 控制技術(shù)48-52
• 4.3.1 電流內(nèi)環(huán)設(shè)計(jì)49-50
• 4.3.2 電壓環(huán)設(shè)計(jì)50-52
• 4.4 重復(fù)控制+PI 混合控制技術(shù)52-55
• 4.4.1 重復(fù)控制技術(shù)原理52-53
• 4.4.2 混合控制技術(shù)53-55
• 4.5 軟件鎖相算法55-57
• 4.5.1 鎖相環(huán)控制原理55
• 4.5.2 具體鎖相算法實(shí)現(xiàn)55-57
• 4.6 逆變器硬件設(shè)計(jì)57-61
• 4.6.1 逆變器功率電路設(shè)計(jì)57
• 4.6.2 電感器設(shè)計(jì)57-58
• 4.6.3 驅(qū)動電路設(shè)計(jì)58-59
• 4.6.4 采樣電路設(shè)計(jì)59-61
• 4.7 本章小結(jié)61-62
• 第五章 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)62-74
• 5.1 系統(tǒng)要求與總體設(shè)計(jì)62-64
• 5.1.1 基于 MCU 的數(shù)字處理單元63-64
• 5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)64-68
• 5.2.1 系統(tǒng)控制器資源分配64-66
• 5.2.2 軟件設(shè)計(jì)66-68
• 5.3 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析68-73
• 5.3.1 MPPT 控制器實(shí)驗(yàn)結(jié)果68-71
• 5.3.2 并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果71-72
• 5.3.3 混合控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 第六章 總結(jié)和展望74-76
• 6.1 本文主要工作74-75
• 6.2 下一步工作設(shè)想75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 致謝80-81
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81

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單級高頻鏈逆變技術(shù)研究    李偉

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    趙為

光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤算法研究及實(shí)現(xiàn)    黃克亞

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智能建筑新能源應(yīng)用及其節(jié)能評估方法的研究    陳志剛

光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)    陳愛龍

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獨(dú)立運(yùn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)控制器的研究與設(shè)計(jì)    王超

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光伏玻璃中鐵及其他著色金屬離子的控制和管理    付玉生;張健;

經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型背景下中國光伏產(chǎn)業(yè)培育和發(fā)展初探    唐青;

我市首批太陽能光伏組件并網(wǎng)發(fā)電    記者 李莎莎

我市光伏項(xiàng)目建成41MW并網(wǎng)發(fā)電容量    記者 李莎莎

國投電力進(jìn)軍光伏產(chǎn)業(yè)    童馨

格爾木變身“光伏城”    記者 劉紀(jì)巖

2009年，光伏產(chǎn)業(yè)“?！敝兄皺C(jī)”    上饒經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū) 黃宗勇

光伏產(chǎn)業(yè)“過冬”,要靠內(nèi)需“御寒”    記者 魏宗凱　張建松

新能源：“一元一度電”不是神話    本報(bào)記者 宋曉華　翟慎良 邵生余 陸峰

我省光伏產(chǎn)業(yè)又傳利好消息    記者 鄭榮林

光伏產(chǎn)業(yè)井噴發(fā)展    王曉寧

2010：光伏產(chǎn)業(yè)的真正元年？    本報(bào)記者 陳薇亦

數(shù)字化光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的逆變技術(shù)研究    張文

三相三電平光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中若干關(guān)鍵技術(shù)的研究    楊滔

光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)綜合控制策略研究及實(shí)現(xiàn)    吳理博

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)MPPT及孤島檢測新技術(shù)的研究    張超

中國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)政策效應(yīng)研究    袁見

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

光伏產(chǎn)業(yè)國際競爭力研究    陳曉燕

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

光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變技術(shù)研究    吳春華

太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈垂直一體化構(gòu)建研究    耿亞新

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究    楊巍

單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    單琳

單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的分析與研究    徐鵬來

三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)控制策略的研究    常超

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究    郭勇

基于阻抗源的單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)研究    謝柱

基于單片機(jī)的太陽能發(fā)電控制系統(tǒng)研究    路曉

戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)控制策略的研究    董博

單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究與改進(jìn)    張崢

三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究    雷家寧