一種新型光伏發(fā)電變換器

【摘要】： 石油、煤等礦物能源危機(jī)的加劇使得人們的目光逐漸投向于新能源的開發(fā)利用,太陽能由于資源豐富、無噪音、無污染等優(yōu)點(diǎn)成為研究熱點(diǎn)之一。AC-MODULE并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)憑借其模塊化設(shè)計的優(yōu)點(diǎn),成為未來光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。 為了解決現(xiàn)有AC-MODULE中由于功率變換器輸入端使用大鋁電解電容而影響其使用壽命這一缺陷,本文采用雙級式電路架構(gòu),利用中間高壓直流鏈電容作為太陽能電池和電網(wǎng)之間的能量退耦環(huán)節(jié),通過該方式實(shí)現(xiàn)了用高壓直流鏈中小容量薄膜電容取代原有輸入端使用的大電解電容,延長了AC-MODULE的使用壽命。 本文首先對太陽能電池的工作特性做了仿真研究,確定日照強(qiáng)度和溫度是影響其輸出功率的重要因素。通過控制推挽變換器輸入電壓使之穩(wěn)定在太陽能電池最大功率點(diǎn)電壓,達(dá)到最大功率點(diǎn)追蹤目的。建立系統(tǒng)能量采樣數(shù)據(jù)模型,并以此作為逆變部分的控制模型,通過控制輸出電流幅值,維持系統(tǒng)之間能量平衡,并控制輸出電流追蹤電網(wǎng)電壓,達(dá)到功率因數(shù)為1。最后設(shè)計了一臺150W的原理樣機(jī),完成了全部硬件設(shè)計調(diào)試和部分控制軟件,給出了系統(tǒng)仿真驗(yàn)證結(jié)果和實(shí)驗(yàn)波形,達(dá)到預(yù)期設(shè)計要求。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電系統(tǒng) AC-MODULE 最大功率點(diǎn)追蹤 退耦環(huán)節(jié) 功率控制
【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】：2008
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 研究課題的目的和意義13-15
• 1.1.1 全球能源危機(jī)與環(huán)境問題13-14
• 1.1.2 分布式太陽能發(fā)電系統(tǒng)14-15
• 1.2 太陽能發(fā)電概況15-17
• 1.2.1 國外情況15-16
• 1.2.2 國內(nèi)情況16-17
• 1.3 AC-MODULE 的發(fā)展和研究概述17-19
• 1.3.1 AC-MODULE 的發(fā)展概況17
• 1.3.2 AC-MOUDLE 的研究概況17-19
• 1.4 課題研究的內(nèi)容19-20
• 第二章 光伏發(fā)電系統(tǒng)20-34
• 2.1 太陽能發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行模式20-21
• 2.2 太陽能電池板特性21-28
• 2.2.1 太陽能電池的電氣特性22-24
• 2.2.2 太陽能電池工作特性的仿真24-28
• 2.3 最大功率點(diǎn)追蹤28-30
• 2.4 孤島運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象檢測30-32
• 2.5 太陽能發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求32-34
• 第三章 小型光伏發(fā)電系統(tǒng)架構(gòu)與控制策略34-51
• 3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)架構(gòu)變化過程34-36
• 3.2 小型光伏并網(wǎng)發(fā)電變換器拓?fù)?/span>36-43
• 3.2.1 系統(tǒng)能量退耦環(huán)節(jié)36-40
• 3.2.2 推挽變換器40-42
• 3.2.3 逆變部分42-43
• 3.3 系統(tǒng)控制策略43-51
• 3.3.1 DC-DC 部分控制43-46
• 3.3.2 逆變部分控制46-51
• 第四章 系統(tǒng)電路設(shè)計和控制軟件設(shè)計51-67
• 4.1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計51-61
• 4.1.1 推挽變換器的設(shè)計51-53
• 4.1.2 儲能電容的設(shè)計53
• 4.1.3 逆變部分的設(shè)計53-55
• 4.1.4 其他周圍電路的設(shè)計55-59
• 4.1.5 輔助電源設(shè)計59-61
• 4.2 系統(tǒng)數(shù)字控制部分硬件設(shè)計61-64
• 4.2.1 芯片選型61-62
• 4.2.2 芯片dsPIC30f2020 端口配置62-64
• 4.3 軟件設(shè)計64-67
• 4.3.1 開發(fā)環(huán)境和工具64-65
• 4.3.2 系統(tǒng)主程序流程圖65
• 4.3.3 子程序流程圖65-67
• 第五章 仿真及實(shí)驗(yàn)67-72
• 5.1 系統(tǒng)仿真驗(yàn)證67-69
• 5.2 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)波形69-72
• 第六章 總結(jié)和展望72-74
• 6.1 總結(jié)72
• 6.2 進(jìn)一步的工作展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-79
• 致謝79-80
• 學(xué)習(xí)研究成果和論文情況80-81
• 附錄1：功率電路81-82
• 附錄2：控制電路82

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