光伏并網(wǎng)逆變器及其仿真研究

【摘要】： 隨著環(huán)境污染和能源短缺問題的日益嚴重，尋找一種大儲備、無污染、易獲取的新能源已經(jīng)上升到世界各國的日程。太陽能憑借其在以上幾方面的優(yōu)點受到全球的高度關(guān)注。太陽能的應用方法有很多種，光伏并網(wǎng)發(fā)電最能代表太陽能光伏利用的發(fā)展方向，已經(jīng)逐漸成為光伏發(fā)電的主流。并網(wǎng)逆變器作為光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的核心部件也得到了廣泛的研究。 本文以一個完整的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對象，著重對單相的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進行了全面的分析，并從并網(wǎng)系統(tǒng)的主電路拓撲、控制策略、系統(tǒng)參數(shù)選擇、最大功率點跟蹤以及反孤島效應等幾個方面做了詳細的分析和仿真實驗。 首先，詳細分析了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的不同主電路拓撲結(jié)構(gòu)的工作原理和特點，在此基礎(chǔ)上選用了一種比較簡單的電路拓撲。并推導出一個簡單實用的控制方程，由此設(shè)計出一個單環(huán)控制器。 其次，根據(jù)設(shè)計出的主電路和控制器，采用一種不常用的定時比較產(chǎn)生PWM波的方法。應用Matlab／Simulink中的Simpower Systems工具箱搭建了整個電路模型，并進行了仿真實驗研究。 再次，通過分析各種常用的最大功率點跟蹤的方法，提出了一種基于本文中控制器的擾動觀察法，并從理論上計算出各元器件的最優(yōu)值。最后通過搭建電路模型，并進行仿真實驗研究證實了設(shè)計的正確性。 最后，孤島效應問題關(guān)系到并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的安全問題。本文分析了孤島效應的產(chǎn)生原因和目前各種常用的被動和主動的孤島效應的檢測方法。根據(jù)本文設(shè)計系統(tǒng)的特點，提出了主動頻率偏移法來檢測孤島效應，詳細分析了其工作原理，并進行了仿真實驗驗證。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng) 并網(wǎng)逆變器 MATLAB仿真 最大功率點跟蹤 反孤島效應
【學位授予單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章.緒論6-16
• 1.1 課題背景6-7
• 1.2 太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的廣闊前景7-9
• 1.2.1 國外光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀7
• 1.2.2 國內(nèi)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀7-8
• 1.2.3 并網(wǎng)發(fā)電成為光伏發(fā)電的發(fā)展趨勢8-9
• 1.3 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)概述9-12
• 1.3.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成及分類9-10
• 1.3.2 光伏并網(wǎng)逆變器簡介10-11
• 1.3.3 分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的標準11-12
• 1.4 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的應用12-14
• 1.4.1 屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)12-13
• 1.4.2 大型光伏并網(wǎng)發(fā)電站13-14
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容14-16
• 第二章 并網(wǎng)逆變器的工作原理與理論分析16-30
• 2.1 并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)與分類16-19
• 2.1.1 并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)分類16
• 2.1.2 并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)拓撲16-19
• 2.2 單級式光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略及工作原理19-23
• 2.2.1 光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略19-20
• 2.2.2 主電路的拓撲結(jié)構(gòu)20-21
• 2.2.3 主電路工作原理21-23
• 2.3 定時比較法PWM跟蹤控制器的設(shè)計23-25
• 2.3.1 幾種常用的PWM波產(chǎn)生方法23-24
• 2.3.2 控制器的設(shè)計24-25
• 2.4 仿真分析25-29
• 2.5 小結(jié)29-30
• 第三章.最大功率點跟蹤的實現(xiàn)30-40
• 3.1 最大功率點跟蹤的原理30-33
• 3.1.1 太陽能電池的基本原理和構(gòu)造30-31
• 3.1.2 太陽能電池的輸出特性31-33
• 3.2 最大功率點跟蹤控制的方法33-37
• 3.2.1 定電壓跟蹤法34
• 3.2.2 擾動觀察法34-36
• 3.2.3 電導增量法36-37
• 3.3 基于單環(huán)控制器的擾動觀察法設(shè)計及仿真分析37-39
• 3.4 小結(jié)39-40
• 第四章.光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中孤島效應的仿真實驗研究40-46
• 4.1 孤島效應的分析40
• 4.2 孤島效應檢測技術(shù)分類及應用40-42
• 4.2.1 內(nèi)部無源法41
• 4.2.2 內(nèi)部有源法41-42
• 4.2.3 外部檢測法42
• 4.3 孤島效應檢測仿真實驗42-46
• 第五章 結(jié)論與展望46-48
• 5.1 結(jié)論46
• 5.2 展望46-48
• 參考文獻48-51
• 攻讀學位期間的研究成果51-52
• 致謝52-53

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