單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究

【摘要】： 太陽能被認(rèn)為是21世紀(jì)最重要的能源之一,它以分布廣泛、可再生、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn),而光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的研究更是受到人們廣泛關(guān)注。本文在研究雙級(jí)式單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)和控制策略基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了基于DSPLF2407A的320W光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。 論文首先詳細(xì)分析了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的工作特性,確定系統(tǒng)的控制方案以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。論述了單相并網(wǎng)逆變器工作原理,并采用小信號(hào)的方法分析了系統(tǒng)開環(huán)和閉環(huán)狀態(tài)下逆變器輸出響應(yīng)特性。為了抑制電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)性能的影響本文引入了電網(wǎng)電壓前饋補(bǔ)償有效地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 根據(jù)光伏電池輸出功率非線性特性,利用軟件建立了其仿真模型,并對(duì)不同溫度及不同日照強(qiáng)度下的太陽能電池輸出特性進(jìn)行了仿真研究。為了提高系統(tǒng)的整體效率,最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)是必不可少的部分。本文在分析已有最大功率跟蹤點(diǎn)控制方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,采用了一種改進(jìn)的擾動(dòng)觀察法實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤控制,從而提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率。 根據(jù)以上分析和研究,建立了單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型,通過仿真驗(yàn)證了改進(jìn)的擾動(dòng)觀察法和電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)加電網(wǎng)電壓前饋補(bǔ)償控制方法的可行性。針對(duì)320W光伏發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù),搭建了單相光伏并網(wǎng)逆變器的試驗(yàn)平臺(tái),試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文所采用控制算法的可行性。 【關(guān)鍵詞】：最大功率點(diǎn)跟蹤 并網(wǎng)逆變器 電流控制 前饋補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TM615;TM464
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-11
• 1.1 課題研究背景8
• 1.2 國外光伏發(fā)電的研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 國內(nèi)光伏發(fā)電的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.4 本文所做的工作10-11
• 2 并網(wǎng)系統(tǒng)方案及工作原理11-25
• 2.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的拓?fù)?/span>11-16
• 2.1.1 逆變器的選擇12-13
• 2.1.2 電流跟蹤方式13-15
• 2.1.3 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)15-16
• 2.2 DC/AC控制環(huán)節(jié)的分析16-23
• 2.2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)DC/AC變換器的要求16-17
• 2.2.2 并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型17-19
• 2.2.3 PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)19-20
• 2.2.4 前饋補(bǔ)償20-22
• 2.2.5 逆變器輸出電流控制的MATLAB仿真22-23
• 2.3 雙級(jí)式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的控制23-25
• 3 光伏電池特性及最大功率點(diǎn)跟蹤25-37
• 3.1 光伏電池的基本原理及輸出特性25-29
• 3.1.1 光伏電池的基本原理25-26
• 3.1.2 光伏電池的輸出特性26-28
• 3.1.3 Buck電路實(shí)現(xiàn)MPPT28-29
• 3.2 光伏電池的最大功率點(diǎn)跟蹤方法29-32
• 3.2.1 恒定電壓跟蹤(CVT)法29-30
• 3.2.2 擾動(dòng)觀察法30-31
• 3.2.3 導(dǎo)納增量法31-32
• 3.3 改進(jìn)的擾動(dòng)觀察法32-33
• 3.4 仿真分析33-37
• 3.4.1 MPPT仿真分析33-35
• 3.4.2 級(jí)式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的仿真分析35-37
• 4 單相并網(wǎng)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計(jì)37-49
• 4.1 主電路的參數(shù)選擇37-41
• 4.1.1 Buck電路主要參數(shù)設(shè)計(jì)37-39
• 4.1.2 逆變器主要參數(shù)設(shè)計(jì)39-41
• 4.2 控制系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)41-46
• 4.2.1 控制芯片的介紹42-43
• 4.2.2 檢測(cè)及調(diào)理電路的設(shè)計(jì)43-44
• 4.2.3 并網(wǎng)同步的實(shí)現(xiàn)44-45
• 4.2.4 IGBT驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)45-46
• 4.3 軟件設(shè)計(jì)46-49
• 4.3.1 最大功率點(diǎn)跟蹤的軟件流程圖46-47
• 4.3.2 并網(wǎng)逆變的流程圖47-49
• 5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析49-52
• 5.1 光伏特性曲線實(shí)驗(yàn)測(cè)試49-50
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析50-52
• 5.2.1 最大功率點(diǎn)跟蹤的實(shí)驗(yàn)分析50
• 5.2.2 并網(wǎng)逆變部分的實(shí)驗(yàn)分析50-52
• 6 結(jié)論與展望52-54
• 6.1 結(jié)論52
• 6.2 展望52-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況58

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