光伏并网发电系统及其控制策略的研究

【摘要】： 随着能源的紧张和环境污染日益严重,开发和利用太阳能已受到越来越多的重视。通过光伏并网发电系统将太阳能转换为电能,并将电能输送到电网上,是太阳能利用的主要形式。 本文对光伏并网发电系统的控制策略进行了深入的研究。首先,分析了太阳能电池发电的基本原理,得出了太阳能电池的等效模型,通过分析太阳能电池的I-V特性,可以看出太阳能电池是一非线性电源,而且输出电能受环境温度和光照强度的影响,为了使太阳能电池能够最大效率地将太阳能转化为电能,需要对其进行最大功率点跟踪。通过分析和对比各种最大功率点跟踪方法的优缺点,采用了改进扰动观察法结合BOOST升压电路来对电池板进行最大功率点跟踪的方案。其次,分析对比并网电流的各种控制方式,确定采用滞环比较方式对并网电流进行控制,为了使并网电流稳定可靠地向电网送电,采用双闭环控制策略对并网逆变器进行控制,使逆变器输出电流能与电网电压同频同相,以单位功率因数向电网输电。最后,对光伏并网发电系统的孤岛效应进行了研究,介绍了各种孤岛检测方法,分析了基于正反馈的主动移频式孤岛检测方法(AFDPF)的参数优化方案,为AFDPF检测盲区的分析提供理论依据。 本文在MATLAB/Simulink仿真环境下,利用SimPowerSystems功能模块建立了仿真模型,对太阳能电池板的数学模型,最大功率点跟踪控制策略,并网控制策略进行验证仿真。仿真结果证明了本文的方案和控制策略的正确性。 【关键词】：太阳能 光伏并网 最大功率点跟踪 孤岛效应
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TM615
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-14
• 1.1 太阳能和光伏发电的意义7-8
• 1.2 光伏发电的国内外发展状况8-10
• 1.2.1 国外发展状况8-9
• 1.2.2 国内发展状况9-10
• 1.3 太阳能光伏发电系统的简单介绍10-12
• 1.4 未来光伏发电系统的展望12-13
• 1.5 本文的主要内容13-14
• 第二章 太阳能电池特性及其最大功率点跟踪方法14-27
• 2.1 太阳能电池的特性14-21
• 2.1.1 太阳能电池的分类14-16
• 2.1.2 太阳能电池的基本工作原理16-17
• 2.1.3 太阳能电池的等效电路17-18
• 2.1.4 太阳能电池的I-V特性18-21
• 2.2 最大功率跟踪方法21-24
• 2.3 最大功率点跟踪的控制24-27
• 第三章 光伏发电系统的并网控制27-35
• 3.1 并网逆变器的拓扑27-32
• 3.1.1 光伏并网系统逆变器控制方式28-29
• 3.1.2 输出电流的控制方式29-32
• 3.2 并网控制策略32-33
• 3.3 控制系统设计33-35
• 第四章 光伏并网发电系统的孤岛效应及检测方法35-43
• 4.1 孤岛效应的概念35-36
• 4.2 孤岛效应检测的基本原理36-37
• 4.3 国际通行标准37-38
• 4.4 孤岛效应的检测方法38-43
• 4.4.1 被动式孤岛检测方法38-39
• 4.4.2 主动式孤岛检测方法39-41
• 4.4.3 主动式孤岛检测方法的参数优化41-43
• 第五章 太阳能光伏发电系统的仿真研究43-51
• 5.1 太阳能电池板模型的仿真43-45
• 5.2 最大功率点跟踪控制策略的仿真45-48
• 5.3 并网逆变控制策略的仿真48-51
• 结束语51-52
• 参考文献52-56
• 发表论文和参加科研情况说明56-57
• 致谢57

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