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太阳能光伏并网发电系统的研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:56:59
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太阳能光伏并网发电系统的研究【摘要】:太阳能光伏应用的主要发展趋势是光伏并网发电,因此光伏并网发电技术己成为世界各国研究的热点,必将得到快速的发展。本文的研究对象为光伏并网发电系统

【摘要】:太阳能光伏应用的主要发展趋势是光伏并网发电,因此光伏并网发电技术己成为世界各国研究的热点,必将得到快速的发展。本文的研究对象为光伏并网发电系统,重点是对三相光伏并网发电系统的核心技术展开相应的理论分析与研究。 首先,对研究太阳能光伏发电的意义、国内外发展现状以及其广阔的发展前景进行了介绍,并且给出本课题的主要研究内容。 接着,简单介绍了太阳能光伏发电原理以及太阳能光伏发电系统的构成和分类,比较分析了几种光伏并网逆变器的电路拓扑结构,最终选用两级式光伏并网逆变器结构作为本文的研究对象。 其次,阐述了三相光伏并网逆变器的工作原理,以及光伏并网逆变器的控制目标。通过分析比较当前应用较多的几种并网逆变器电流控制策略,本文采用空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)电流输出控制策略,并对SVPWM控制算法做出分析,建立其数学模型,以及模型中具体参数的设计,通过数字仿真软件MATLAB/SIMUlink搭建光伏并网逆变器控制系统的仿真模型并进行仿真实验。实验结果显示,SVPWM控制算法可以实现预期的控制目标。 最后,结合太阳能光伏电池的等效电路分析其输出特性曲线,建立工程数学模型,并对任意辐照度和环境温度下太阳能输出特性曲线进行建模与仿真。分析比较了目前常用的几种最大功率跟踪方法,本文选用基于Boost变换器的电导增量法实现MPPT控制,在数字仿真软件MATLAB/SIMUlink环境下对其进行建模仿真实验,由仿真结果可知,当辐照度和太阳能电池温度变化时,电导增量法均能实现光伏组件的最大功率点跟踪。 【关键词】:光伏并网系统 并网逆变器控制 空间矢量脉冲宽度调制 最大功率点跟踪 仿真实验
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TM615
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第一章 绪论9-15
  • 1.1 课题背景9-13
  • 1.1.1 研究太阳能光伏发电的意义9-10
  • 1.1.2 国内外太阳能光伏发电的现状10-13
  • 1.1.3 太阳能光伏发电的发展前景13
  • 1.2 课题主要研究内容13-14
  • 1.3 本章小结14-15
  • 第二章 太阳能光伏发电系统15-24
  • 2.1 太阳能光伏发电系统15-19
  • 2.1.1 太阳能光伏技术15-16
  • 2.1.2 太阳能光伏发电原理16-17
  • 2.1.3 太阳能光伏发电系统的构成17
  • 2.1.4 太阳能光伏发电系统的分类17-19
  • 2.2 太阳能光伏并网系统19-23
  • 2.2.1 光伏并网系统的组成19-20
  • 2.2.2 光伏并网逆变器的电路拓扑20-22
  • 2.2.3 光伏并网逆变器的要求22-23
  • 2.3 本章小结23-24
  • 第三章 三相光伏并网逆变器控制系统研究24-47
  • 3.1 三相光伏并网逆变器的工作原理24-27
  • 3.1.1 光伏并网逆变器系统的电路结构24-25
  • 3.1.2 并网逆变器的工作原理25-27
  • 3.2 光伏并网逆变器的控制目标27
  • 3.3 光伏并网逆变器的控制策略27-30
  • 3.4 基于 SVPWM 三相光伏并网逆变器控制研究30-46
  • 3.4.1 SVPWM 控制算法分析30-32
  • 3.4.2 数学模型的建立32-36
  • 3.4.3 参数设计36-43
  • 3.4.4 控制系统仿真43-46
  • 3.5 本章小结46-47
  • 第四章 光伏发电最大功率跟踪方法研究47-68
  • 4.1 太阳能电池的数学模型及其特性47-55
  • 4.1.1 太阳能电池的等效电路47-48
  • 4.1.2 太阳能电池的特性48-51
  • 4.1.3 太阳能电池工程数学模型51-53
  • 4.1.4 太阳能电池的仿真53-55
  • 4.2 目前常用的最大功率跟踪方法55-61
  • 4.2.1 恒定电压法56-57
  • 4.2.2 扰动观察法57-58
  • 4.2.3 电导增量法58-60
  • 4.2.4 智能 MPPT 方法60-61
  • 4.3 基于 Boost 变换器的电导增量法 MPPT 实现61-67
  • 4.3.1 Boost 变换器的原理分析61-63
  • 4.3.2 Boost 电路建模与仿真63-64
  • 4.3.3 基于 Boost 变换器的电导增量法仿真实现64-67
  • 4.4 本章小结67-68
  • 第五章 总结与展望68-70
  • 5.1 全文总结68-69
  • 5.2 今后工作的展望69-70
  • 参考文献70-73
  • 攻读学位期间取得的研究成果73-74
  • 致谢74


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