單相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的研究

【摘要】： 針對當前能源緊張的局面,太陽能作為綠色能源越來越受到世界各國的重視。光伏發(fā)電是太陽能利用的主要形式,具有廣闊的發(fā)展前景,光伏發(fā)電系統(tǒng)并入電網(wǎng)是太陽能利用的必然趨勢。本文主要對并網(wǎng)系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)和能量變換,最大功率點跟蹤,控制方案以及并網(wǎng)過程中的鎖相技術(shù)進行了分析研究。 本文針對單相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)采用了適合其特點的主電路拓撲結(jié)構(gòu),該電路結(jié)構(gòu)沒有用工頻或高頻變壓器,具有體積小,成本低,控制方案易實現(xiàn)的優(yōu)點。對單相能量變換進行分析研究,在此基礎(chǔ)上對基于DSP的單相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)進行分析。 研究常用的幾種光伏電池最大功率點跟蹤方法,采用能快速,準確跟蹤光伏電池最大輸出功率點的電導增量法實現(xiàn)最大功率點的跟蹤。從理論上證明了光伏電池陣列的后級DC/DC升壓電路中,可以通過占空比的調(diào)節(jié),改變光伏陣列輸出功率,從而跟蹤光伏電池最大輸出功率。 對單相光伏發(fā)電逆變輸出級建立控制模型,采用電流反饋型并網(wǎng)控制方案,并用MATLAB進行了仿真。對單電流環(huán)控制方式存在的不足,采用了雙環(huán)控制的改進方案,進行了仿真,仿真結(jié)果驗證了該方案的可行性及有效性。 針對光伏并網(wǎng)發(fā)電的電流需與電網(wǎng)電壓同頻同相,本文采用基于DSP軟件算法實現(xiàn)光伏并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓同步鎖相環(huán),保證逆變器輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相。 【關(guān)鍵詞】：單相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng) 最大功率點跟蹤 DC/DC電路 電導增量法 鎖相環(huán)
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 能源利用情況9-11
• 1.2 光伏發(fā)電的技術(shù)的發(fā)展11-12
• 1.3 光伏發(fā)電并網(wǎng)的發(fā)展12-13
• 1.4 分布式發(fā)電并網(wǎng)標準13-14
• 1.5 本課題的主要內(nèi)容14-16
• 第二章 單相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的分析16-26
• 2.1 單相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的主電路結(jié)構(gòu)16
• 2.2 單相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)度方式16-18
• 2.3 單相能量變換的分析18-23
• 2.3.1 單相能量變換的理論分析19-21
• 2.3.2 逆變部分分析21
• 2.3.3 逆變部分控制分析21-23
• 2.4 基于DSP的單相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)分析23-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 最大功率點跟蹤的實現(xiàn)26-42
• 3.1 光伏電池的基本特性26-29
• 3.1.1 光伏電池的等效電路及輸出特性26-28
• 3.1.2 日照強度對光伏電池輸出特性的影響28-29
• 3.1.3 太陽能電池溫度的影響29
• 3.2 太陽能電池最大功率點跟蹤方法29-34
• 3.3 最大功率點跟蹤的理論分析34-35
• 3.4 DC/DC電路的MPPT功能實現(xiàn)35-40
• 3.4.1 DC/DC電路拓撲的選取35-36
• 3.4.2 Boost電路實現(xiàn)最大功率點跟蹤的原理分析36-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 第四章 基于DSP的并網(wǎng)控制方案42-58
• 4.1 并網(wǎng)的控制目標42
• 4.2 逆變器的并網(wǎng)控制方式42-43
• 4.3 并網(wǎng)控制方案的選取43-46
• 4.3.1 常用的電流型并網(wǎng)控制方案43-45
• 4.3.2 雙環(huán)控制方案45-46
• 4.4 內(nèi)環(huán)的設(shè)計與仿真分析46-55
• 4.4.1 內(nèi)環(huán)的數(shù)學建模47-49
• 4.4.2 內(nèi)環(huán)的PI參數(shù)確定49-51
• 4.4.3 內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)的動態(tài)仿真51-52
• 4.4.4 內(nèi)環(huán)中擾動UNet對系統(tǒng)的影響及擾動補償52-55
• 4.5 外環(huán)的設(shè)計與仿真分析55-57
• 4.5.1 單環(huán)內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)存在的誤差55-56
• 4.5.2 外環(huán)的設(shè)計與分析56-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 第五章 同步鎖相環(huán)的實現(xiàn)58-71
• 5.1 鎖相環(huán)技術(shù)的發(fā)展和應用58-59
• 5.2 鎖相環(huán)的工作原理和數(shù)學模型59-62
• 5.3 軟件鎖相環(huán)簡介62-64
• 5.3.1 模擬鎖相環(huán)(APLL),數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL),混合鎖相環(huán)(HPLL)和軟件鎖相環(huán)(SPLL)62
• 5.3.2 軟件鎖相環(huán)原理62-63
• 5.3.3 光伏并網(wǎng)控制的軟件鎖相環(huán)的原理63-64
• 5.4 并網(wǎng)控制中的鎖相算法分析64-67
• 5.5 基于DSP并網(wǎng)鎖相控制的實現(xiàn)67-70
• 5.5.1 鎖相控制的實現(xiàn)67-69
• 5.5.2 程序流程69-70
• 5.6 本章小結(jié)70-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 總結(jié)71
• 6.2 后續(xù)工作展望71-73
• 參考文獻73-76
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文76-77
• 致謝77

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