光伏发电系统的最大功率跟踪及并网控制研究

【摘要】：目前,随着能源的广泛利用,不可再生能源的枯竭也为我们敲响了警钟。于是如何积极开发新能源迫在眉睫,其中太阳能在生活中无处不在,它不仅存储量丰富,而且干净清洁,如何更好地利用新技术将新能源的作用发挥到最大,利用太阳能建造智能电网变的尤为突出;但是由于太阳能是自然资源,受环境因素影响较大,光照的强弱,温度的高低,会对太阳能光伏阵产生很大影响。而最大功率跟踪器可以很好地解决这一问题,接下来将对最大功率跟踪器展开深入的研究。一天之中太阳的光照强度时时刻刻在变化,为了使光伏系统能够最大限度的吸收太阳能,这就需要一个最大功率跟踪器来监测光照强度。从而使得光伏系统吸收的能量达到最佳,根据太阳能的变化来调节吸收的状态,进而通过并网逆变器将其并入电网。本文研究了3kW双支路最大功率跟踪器的光伏并网系统,其中各支路光伏阵列的MPPT相互独立,充分利用了能量,提高了系统的转化率,然后进行了仿真。最后系统采用数字信号处理器TMS320F2812作为控制芯片,实现了数字控制方案,并搭建实验平台,达到了前级双支路分别实现最大功率跟踪的实验,在双环控制方式的作用下稳定了前后两级,并且有效实现并网。无论是理论还是仿真都表明:所设计的多支路最大功率跟踪的光伏并网型电路的方案具有一定的可行性和实用性,同时也具有了一定的应用前景。 【关键词】：智能电网 太阳能发电 最大功率跟踪器 并网逆变器 光伏并网
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• abstract4-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 当前全球能源与太阳能发电8
• 1.2 光伏发电在国内外的发展前景8-10
• 1.3 本课题的研究目的和研究内容10-14
• 第二章 光伏电池和DC/DC电路的研究14-34
• 2.1 引言14
• 2.2 光伏电池工作原理和特点14-19
• 2.2.1 光伏电池工作原理14-15
• 2.2.2 光伏电池的特点15-16
• 2.2.3 光伏电池的等效数学模型16-18
• 2.2.4 光伏电池仿真建模18-19
• 2.3 最大功率跟踪原理19-26
• 2.3.1 常用最大功率跟踪法21-24
• 2.3.2 模糊控制系统原理24
• 2.3.3 模糊控制算法的研究24-26
• 2.4 DC/DC变换器研究26-30
• 2.4.1 Boost电路介绍与分析26-28
• 2.4.2 Boost电路的小信号建模分析28-29
• 2.4.3 PWM脉宽调制的建模29-30
• 2.5 单支路MPPT算法仿真分析30-33
• 2.5.1 标况下仿真分析30-31
• 2.5.2 光照强度不同时的仿真分析31-32
• 2.5.3 电池阵列温度不同时的仿真分析32-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第三章 多支路光伏发电并网运行设计34-46
• 3.1 多支路MPPT的并网逆变器34-35
• 3.2 系统的整体结构原理35-36
• 3.3 并网逆变器控制方法设计36-37
• 3.4 多支路并网型最大功率跟踪电路仿真37-45
• 3.4.1 单支路 2kW光伏电路并网仿真38-41
• 3.4.2 双支路并网型最大功率跟踪器的仿真41-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 系统软硬件设计46-56
• 4.1 系统硬件的设计46-52
• 4.1.1 升压型斩波电路参数设计46-48
• 4.1.2 选取功率逆变器并设定参数和设计采样电路48-52
• 4.2 系统的软件应用设计52-55
• 4.2.1 TMS320F2812(DSP)主要功能介绍52-53
• 4.2.2 系统软件框架设计53-55
• 4.3 本章小结55-56
• 第五章 系统实验研究56-68
• 5.1 前级单支路光伏MPPT加Boost电路实验结果56-58
• 5.2 前级双支路光伏MPPT加Boost电路实验结果分析58-59
• 5.3 后级单环的实验结果分析59-65
• 5.3.1 带宽相同电压不相同59-62
• 5.3.2 电压相同带宽不相同62-65
• 5.4 后级双环的实验结果分析65-66
• 5.5 系统总的实验结果分析66
• 5.6 本章小结66-68
• 结论68-70
• 参考文献70-74
• 致谢74

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