家用太阳能光伏并网发电系统的研究

【摘要】：太阳能作为一种新型的可再生能源，既清洁又取之不尽，用之不竭，是全世界绿色能源的重要组成部分。而光伏发电是太阳能应用的一个重要途径，近年来国内外都越来越重视对太阳能的开发利用。 本课题研究的光伏发电是面对用户的，将光伏发电转换成的交流电供家庭使用。现阶段家用太阳能供电系统没有普及的原因主要有两点：一是太阳能供电系统的成本太高；二是太阳能转化成电能的效率太低。本论文就这两点展开研究，尽量使家用太阳能供电系统趋于完善。 本文的主要内容包括：首先介绍了国内外对光伏发电的研究现状，对太阳能电池板的性质及工作原理加以分析。提出了一种改进的家用太阳能光伏发电系统，即通过国家的政策支持将太阳能发电的多余电量通过电网公司提供的电能装置并入电网，同时在系统中去除蓄电池的使用。其次对最大功率点跟踪技术加以分析研究，为了提高电能的转换效率本论文基于扰动观测法提出了一种新的mppt检测方法，即基于四角模块检测的延时启动闭合扰动观测法。然后又介绍了光伏发电并网的关键技术，比较分析的Buck电路、Boost电路、Buck-Boost电路的工作原理及优缺点，最终确定本论文所研究的光伏发电系统应使用Boost电路。对孤岛效应加以介绍分析。最后，对全文进行总结，并对今后进一步的研究提出一些展望。 【关键词】：光伏发电 mppt技术 扰动观测法 并网逆变器 孤岛检测
【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 光伏发电背景意义8
• 1.2 光伏发电的前景8-9
• 1.3 国内发展现状9-10
• 1.4 国外发展现状10-11
• 1.5 本课题研究的内容11
• 1.6 本章小结11-12
• 第二章 改进的家用太阳能光伏发电系统12-20
• 2.1 太阳能电池板12-14
• 2.1.1 日照强度12
• 2.1.2 太阳光强度与波长的关系12-14
• 2.1.3 太阳能电池的发电原理和变换效率14
• 2.2 太阳能电池的数学模型14-15
• 2.3 太阳能光伏电池的基本性质15-17
• 2.4 太阳能光伏发电系统的工作原理17
• 2.5 家用太阳能光伏发电系统的组成17-20
• 第三章 mppt 控制方法20-29
• 3.1 基于参数选择方式的间接控制法20-21
• 3.1.1 恒电压跟踪法20
• 3.1.2 开路电压比例系数法20-21
• 3.1.3 其他方法21
• 3.2 基于采样数据的直接控制法21-26
• 3.2.1 干扰观测法21-23
• 3.2.2 电导增量法23-26
• 3.3 人工智能的 MPPT 控制26-28
• 3.3.1 模糊逻辑控制法26-27
• 3.3.2 神经网络控制法27-28
• 3.4 本章小结28-29
• 第四章 家用太阳能发电系统并入电网的策略29-44
• 4.1 并网逆变器29-34
• 4.1.1 逆变器的工作原理29-30
• 4.1.2 并网逆变器的控制目标30-31
• 4.1.3 并网中逆变器的分类31-34
• 4.2 DC/DC 变换电路34-38
• 4.2.1 Buck 变换电路34-35
• 4.2.2 Boost 变换电路35-37
• 4.2.3 Buck‐Boost 变换电路37-38
• 4.3 DC/DC 变换器的比较选择38
• 4.4 孤岛检测38-43
• 4.4.1 孤岛效应产生的主要方式38-39
• 4.4.2 孤岛现象的检测方法39-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第五章 基于四角检测模块延迟启动闭合的扰动观测法及其仿真44-53
• 5.1 基于四角模块检测的延时启动闭合扰动观测法44-48
• 5.2 几种经典 MPPT 算法的仿真与实验结果48-51
• 5.3 几种 mppt 算法的仿真结果对比51-52
• 5.4 本章小结52-53
• 第六章 总结与展望53-54
• 6.1 总结53
• 6.2 展望53-54
• 参考文献54-56
• 在读期间发表的学术论文56-57
• 作者简介57-58
• 致谢58-59

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