太阳能光伏发电控制系统的研究与实现

【摘要】：本文主要是对太阳能光伏发电控制系统的研究与设计。首先介绍了国内外太阳能发电技术及发展现状。接着分析了光伏电池的工作原理并比较了几种最大功率点跟踪的算法,用适合的方法利用Boost型DC/DC变换器实现了最大功率跟踪器的设计,实验数据表明控制器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。然后对三相电压型有源逆变器做了深入研究,详细分析了SVPWM控制技术的基本原理及其控制算法,最后对逆变器和整个光伏发电控制系统进行了设计、实验,结果证明系统的控制方法可行。 【关键词】：光伏电池 最大功率点跟踪 电压空间矢量脉宽调制 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4-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 光伏发电的背景及意义7-8
• 1.2 国内外太阳能光伏发电应用的现状8-9
• 1.2.1 世界太阳能光伏发电的发展现状8
• 1.2.2 国内太阳能光伏发电的发展现状8-9
• 1.3 光伏发电系统9-11
• 1.3.1 光伏发电系统的原理9
• 1.3.2 光伏发电系统的组成及功能9-10
• 1.3.3 光伏发电系统的分类10-11
• 1.4 本论文主要完成的研究内容11-12
• 第二章 光伏电池的特性研究12-22
• 2.1 光伏电池的工作原理12
• 2.2 光伏电池的种类12-13
• 2.3 光伏电池的特性13-17
• 2.3.1 光伏电池的电学特性13-16
• 2.3.2 光伏电池的输出特性16-17
• 2.4 太阳能光伏电池的建模17-21
• 2.4.1 太阳能电池板与阵列17-18
• 2.4.2 光伏电池输出电压-电流特性的仿真实现18-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第三章 光伏电池最大功率控制器的研究与设计22-40
• 3.1 最大功率点跟踪的原理及算法22-24
• 3.1.1 最大功率点跟踪的原理22-23
• 3.1.2 最大功率点跟踪研究的现状23-24
• 3.2 最大功率点跟踪的算法24-26
• 3.2.1 实际测量法24-25
• 3.2.2 线性趋近法25
• 3.2.3 电压反馈法25
• 3.2.4 功率反馈法25
• 3.2.5 增量电导法25-26
• 3.2.6 扰动观察法26
• 3.3 扰动观察法的改进26-31
• 3.4 最大功率控制器的设计31-39
• 3.4.1 DC-DC 变换器31
• 3.4.2 最大功率跟踪控制电路的设计31-37
• 3.4.3 实验电路及其输出波形37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 光伏逆变控制系统的仿真40-52
• 4.1 逆变技术及SVPWM 技术的发展概况40-43
• 4.1.1 逆变技术的种类40-41
• 4.1.2 逆变技术的发展41
• 4.1.3 SVPWM 空间矢量脉宽调制技术概述41-43
• 4.2 SVPWM 技术基本原理43-48
• 4.2.1 三相坐标系与两相坐标系的变换43-46
• 4.2.2 SVPWM 的基本原理46-48
• 4.3 SVPWM 的算法48-49
• 4.3.1 判断参考电压矢量Vref 所在扇区48-49
• 4.3.2 计算X、Y、Z 以及T1、T249
• 4.3.3 确定比较器的切换点49
• 4.4 SVPWM 的实现49-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第五章 结论与展望52-53
• 5.1 结论52
• 5.2 展望52-53
• 参考文献53-56
• 附录56-58
• 致谢58-59
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况59

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