太阳能光伏发电控制系统的研究

【摘要】： 本文主要是对光伏发电控制系统的仿真研究。首先介绍了目前国内外太阳能光伏发电技术的应用及其发展现状。接着分析了光伏电池板的工作原理并进行了仿真,结果验证了光伏电池的输出特性。然后分析比较了几种最大功率点跟踪的算法,提出了改进的增量电导法,仿真数据表明新算法不仅适应光强快速变化的特点,而且能够快速准确地跟踪最大功率点。通过研究三种常用的DC-DC变换器的工作原理,提出利用升压式DC-DC变换器实现转换,对参数进行分析后建立了仿真模型。最后用MATLAB对逆变器和整个光伏发电控制系统进行了仿真分析,实验结果证明系统的控制方法和策略具有实用性。 【关键词】：光伏电池 最大功率点跟踪 增量电导法 DC-DC变换器 光伏发电控制系统
【学位授予单位】：华北电力大学（河北）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM615
【目录】：

• 中文摘要4
• 英文摘要4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 太阳能光伏发电的意义和背景8
• 1.2 国内外太阳能光伏发电应用的现状8-10
• 1.2.1 世界太阳能光伏发电的发展现状9
• 1.2.2 国内太阳能光伏发电的发展现状9-10
• 1.3 太阳能光伏发电系统概述10-11
• 1.3.1 光伏发电系统的原理10
• 1.3.2 光伏发电系统的基本组成10-11
• 1.3.3 光伏发电系统的分类11
• 1.4 本文所研究的内容11-13
• 第二章 光伏电池的原理及特性仿真13-24
• 2.1 光伏电池的种类13
• 2.2 光伏电池的工作原理13-14
• 2.3 光伏电池的特性14-17
• 2.3.1 光伏电池的数学模型14-16
• 2.3.2 光伏电池的输出特性16-17
• 2.3.2.1 光谱响应16
• 2.3.2.2 温度特性和光照特性16-17
• 2.4 光伏电池的建模与仿真17-23
• 2.4.1 光伏电池模组与阵列17-19
• 2.4.2 光伏电池的仿真实现19-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 最大功率跟踪算法的研究24-41
• 3.1 最大功率点跟踪的概念及研究进展24-26
• 3.1.1 概念24
• 3.1.2 最大功率点跟踪的研究进展24-26
• 3.1.2.1 最大功率点跟踪在电力电子技术应用方面的研究进展24-25
• 3.1.2.2 最大功率点功率跟踪在控制理论方面的研究进展25-26
• 3.2 最大功率点跟踪的原理26-27
• 3.3 最大功率点跟踪的算法27-34
• 3.3.1 电压反馈法27-28
• 3.3.2 功率反馈法28
• 3.3.3 直线近似法28-29
• 3.3.4 实际测量法29-30
• 3.3.5 扰动观察法30-32
• 3.3.6 增量电导法32-34
• 3.4 最大功率点跟踪的算法研究与仿真34-40
• 3.4.1 光强数据采集35
• 3.4.2 P&O 跟踪算法仿真35-36
• 3.4.3 INC 跟踪算法仿真36-37
• 3.4.4 改进的增量电导法的算法仿真37-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 DC-DC 变换器的设计41-53
• 4.1 DC-DC 变换器的分类41
• 4.2 典型的 DC-DC 变换器41-47
• 4.2.1 降压式 DC-DC 变换器41-43
• 4.2.2 升压式 DC-DC 变换器43-45
• 4.2.3 升-降压 DC-DC 变换器45-47
• 4.3 升压变换电路的设计47-49
• 4.3.1 储能电感 L 的选择47-48
• 4.3.2 滤波电容 C 的选择48-49
• 4.3.3 功率开关管和二极管49
• 4.4 DC-DC 变换器仿真49-51
• 4.4.1 基于 MATLAB/Simulink/SimPower Systems 的方法49-50
• 4.4.2 电路分析法50-51
• 4.5 光伏发电系统中 DC-DC 变换器功能的实现51-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第五章 光伏逆变器及其整个控制系统的仿真53-60
• 5.1 光伏逆变器的原理53
• 5.2 光伏逆变器的仿真53-56
• 5.3 整个光伏发电控制系统的仿真56-59
• 5.4 本章小结59-60
• 第六章 结论与展望60-61
• 6.1 结论60
• 6.2 展望60-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况65

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