太阳能光伏电池变换器研究

【摘要】：人类的社会发展和科学进步,离不开对能源的大量需求,随着传统化石能源的日益枯竭,全世界范围内的能源危机开始呈现,清洁、可再生的新能源的开发利用迫在眉睫。太阳能作为一种理想的可再生能源,得到了广泛的开发和利用,其中最主要利用途径是太阳能光伏发电。随着各国政府的大力支持,太阳能光伏发电技术在全世界范围内得到了广泛的研究。 本文就光伏并网发电系统中的核心问题进行理论分析和探讨,着重在光伏阵列的最大功率跟踪(Maximum Power Point Trace)、逆变器输出波形的改善和孤岛效应的防止等方面进行详细的理论分析,提出了相应控制策略。 在理论分析之后,使用MATLAB/Simulink软件建立了光伏并网发电系统的仿真模型,通过仿真,验证理论分析的正确性,同时,设计了以Microchip公司的控制芯片dsPIC30F2010为核心的太阳能光伏并网发电系统的硬件和软件,制作了实验样机。最后,在实验样机的基础上,搭建了实验平台,做了相关实验,证明该系统能够很好的实现最大功率点跟踪,实现并网发电,其并网电流与电网电压同频同相,谐波符合国家相关要求。 【关键词】：光伏发电 并网发电 MPPT 孤岛效应
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 太阳能的特点和分布8
• 1.2 太阳能利用的形式8-9
• 1.3 太阳能光伏发电的现状和前景9-11
• 1.4 太阳能光伏发电系统11-12
• 1.5 本文主要研究内容12-14
• 2 太阳能光伏电池的模型及最大功率点跟踪14-26
• 2.1 太阳能电池的模型及其仿真14-19
• 2.2 最大功率点跟踪MPPT19-24
• 2.3 最大功率跟踪的实现24-26
• 3 并网逆变器26-31
• 3.1 DC/AC 并网逆变器26-29
• 3.2 并网逆变器的仿真29-31
• 4 孤岛效应的防止31-33
• 4.1 孤岛效应31
• 4.2 孤岛效应的防止31-33
• 5 太阳能光伏并网系统的硬件设计33-46
• 5.1 主电路设计33-39
• 5.2 采样电路设计39-41
• 5.3 保护电路设计41-43
• 5.4 同步信号捕获电路设计43
• 5.5 驱动电路设计43-44
• 5.6 控制电路设计44-46
• 6 太阳能光伏并网系统的软件设计46-54
• 6.1 主程序46-48
• 6.2 定时器模块48-49
• 6.3 串行通讯模块49-50
• 6.4 IC 输入捕捉模块50-51
• 6.5 采样ADC 模块51-53
• 6.6 故障保护模块53-54
• 7 实验结果及分析54-63
• 7.1 实验样机制作54-56
• 7.2 在实验平台下的实验56-63
• 全文总结63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-69

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