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太阳能并网离网混合发电系统研究与设计

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 22:00:18
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太阳能并网离网混合发电系统研究与设计【摘要】:针对目前单一的太阳能并网发电系统和离网发电系统的不足,为提高各种复杂的运行条件下太阳能电池阵列的利用率。本文设计了一种混合应用的太阳能

【摘要】:针对目前单一的太阳能并网发电系统和离网发电系统的不足,为提高各种复杂的运行条件下太阳能电池阵列的利用率。本文设计了一种混合应用的太阳能发电系统,即太阳能并网离网混合发电系统。该系统的俩个重要部分分别是离网DC/DC降压电路和并网DC/AC逆变电路,研究并仿真了其主电路和控制策略。 第一部分离网DC/DC降压电路是一个BUCK降压电路。其输出电压的稳定是控制的目标之一。本章先简单介绍了BUCK电路的基本知识。为了BUCK电路输出电压的稳定即对给定信号的跟随和对扰动信号的抑制俩个方面的控制。本文对BUCK电路进行了详细的建模分析,同时采用了基于3阶运算放大器补偿网络的控制方法来控制其输出电压。利用MATLAB仿真工具验证当BUCK电路中存在扰动时系统能够自动的修正输出电压使其能够达到稳定状态。 第二部分以并网逆变电路作为研究对象。本章先阐述了逆交电路的基本形式、并网逆变系统的基本结构、逆变电路的基本的控制方法。由于PWM技术只适用于模拟电路中,不适应与当今高速发展的计算机信息技术,所以迫切的需要一种新的控制技术来解决这个难题。由此诞生了SVPWM控制技术。本文重点阐述了接下来本文着重系统的介绍了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术发展概况、SVPWM技术的理论基础及电压空间矢量合成原理。接下作者进行了基于SVPWM的控制算法逆变电路动态仿真,通过MATLAB进行了仿真实验。 【关键词】:太阳能光伏系统 并网离网混合发电 Buck电路 逆变电路
【学位授予单位】:武汉纺织大学
【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
  • 1 绪论8-16
  • 1.1 光伏发电的背景与意义8-10
  • 1.2 光伏发电系统的技术发展现状10-15
  • 1.2.1 常规光伏发电系统的主要形式11-12
  • 1.2.2 光伏离网发电系统的特征12-13
  • 1.2.3 光伏并网发电系统的特征13-15
  • 1.3 本文的主要研究意义和内容15-16
  • 2 光伏并网离网混合发电系统的研究16-18
  • 2.1 光伏并网离网发电系统的结构816-17
  • 2.2 光伏并网离网发电系统的特征17-18
  • 3 光伏并网离网混合发电系统的DC/DC降压电路的设计与仿真18-40
  • 3.1 Buck电路的基本知识18-20
  • 3.2 开关变换器的建模与控制20-22
  • 3.3 扰动和反馈的作用22-23
  • 3.4 零点与极点的相互作用23-24
  • 3.5 Buck主电路的传递函数分析24-27
  • 3.5.1 LC滤波器的传递函数G_(LC)(S)25-26
  • 3.5.2 PWM传递函数G_(PWM)(s)26-27
  • 3.5.3 开关器件的传递函数G_e(s)27
  • 3.6 Buck电路反馈网络传递函数分析27-30
  • 3.6.1 分压网络的传递函数H(s)27-28
  • 3.6.2 误差放大器传递函数G_c(s)28
  • 3.6.3 三型运算放大器补偿网络的设计28-30
  • 3.7 Buck变换器性能指标30
  • 3.8 器件的选择与计算30-39
  • 3.8.1 滤波电感L的计算31
  • 3.8.2 滤波电容C的计算31
  • 3.8.3 反馈网络的计算31-32
  • 3.8.4 三型运算放大器补偿网络的设计32-39
  • 3.9 小结39-40
  • 4 光伏并网离网混合发电系统的DC/AC逆变电路的设计与仿真40-70
  • 4.1 逆变电路的基本形式40-41
  • 4.2 并网逆变系统的基本结构41
  • 4.3 逆变电路的控制技术的发展41-43
  • 4.4 SVPWM技术的理论基础43-53
  • 4.4.1 SVPWM调制方式43-44
  • 4.4.2 三相电压的空间矢量的表示方法44-47
  • 4.4.3 电压矢量与磁链空间矢量的关系47-49
  • 4.4.4 电压型并网逆变器开关导通原则49-53
  • 4.5 电压空间矢量合成原理53-59
  • 4.6 工程模型设计法59-61
  • 4.7 基于逆变电路动态模型的SVPWM的控制算法动态仿真61-69
  • 4.7.1 参考电压Ur矢量所在扇区N的判断61-62
  • 4.7.2 相邻电压空间矢量作用时间的计算62-64
  • 4.7.3 开关作用时间T_a,_Tb,T_c的计算64-65
  • 4.7.4 基于逆变器电路SVPWM控制算法的动态仿真65-69
  • 4.8 小结69-70
  • 总结与展望70-71
  • 致谢71-72
  • 参考文献72-75
  • 附录75


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