可调度式光伏并网发电系统的研究

【摘要】：面对当今世界能源紧缺的局面,太阳能作为无污染的纯净能源正受到世界各国的广泛关注,光伏并网发电系统在未来势必成为解决能源紧缺问题的重中之重。本文主要研究了可调度式光伏并网发电系统的结构、DC-DC变换电路、最大功率点跟踪MPPT控制方案、DC-AC逆变器的控制策略以及孤岛检测方案。 为提高光伏发电系统的工作效率,本文重点对光伏阵列的最大功率点跟踪的实现进行了研究,在分析扰动观测法和滞环比较法等算法优缺点的同时,提出了基于滞环比较法与BOOST变换电路相结合的控制方案,以C8051F360MCU为控制核心,通过硬件设计和软件编写证明了实现MPPT控制的可行性,并在Matlab7.1仿真软件下进行了最大功率点跟踪系统的仿真分析；对光伏并网发电系统逆变器进行了研究,提出了BOOST变换电路和全桥DC-AC逆变电路为主电路的光伏并网发电系统的设计思路,对系统的结构进行了详细的分析,研究了PI调节和电网电压前馈相结合的电流跟踪方式,基于该方式建立了Matlab7.1仿真软件下的单相光伏并网逆变系统仿真模型,仿真结果证明单相光伏并网逆变系统的并网电流可按要求实时跟踪电网电压,且仿真波形良好。在本文最后对光伏并网发电系统中存在的孤岛效应进行了研究,并通过仿真分析了过、欠电压检测方案下的孤岛保护的可行性。 【关键词】：C8051F360 BOOST 最大功率点跟踪 滞环比较法 孤岛效应
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 1 绪论11-16
• 1.1 课题研究的背景和意义11-12
• 1.2 国内外研究现状、发展动态12-13
• 1.3 未来光伏发电领域的展望13-14
• 1.4 本文的主要研究内容14-15
• 1.5 本章小结15-16
• 2 可调度式光伏发电系统的概述16-24
• 2.1 光伏发电系统的分类16-17
• 2.2 可调度式光伏发电系统的组成17-19
• 2.3 光伏并网发电系统的主电路结构19-20
• 2.4 光伏发电系统的并网标准20-23
• 2.5 本章小结23-24
• 3 最大功率点跟踪(MPPT)的实现24-56
• 3.1 最大功率点跟踪控制原理24-26
• 3.2 光伏系统中的MPPT算法26-30
• 3.3 MPPT技术的硬件电路30-38
• 3.4 MPPT主控制器硬件部分38-47
• 3.5 软件设计47-51
• 3.6 最大功率点跟踪(MPPT)仿真51-54
• 3.7 本章小结54-56
• 4 光伏并网发电系统逆变器的研究56-68
• 4.1 光伏逆变电路原理与结构56-57
• 4.2 单相光伏并网逆变器的向量分析57-58
• 4.3 光伏并网逆变器主电路58-59
• 4.4 正弦波脉宽调制技术59-61
• 4.5 基于PI调节和电压前馈的跟踪方式61-65
• 4.6 MATLAB仿真分析65-67
• 4.7 本章小结67-68
• 5 孤岛效应的研究68-77
• 5.1 孤岛效应的定义与影响68-69
• 5.2 孤岛效应的发生机理与条件69-70
• 5.3 孤岛效应的检测方法70-74
• 5.4 孤岛检测仿真分析74-76
• 5.5 本章小结76-77
• 6 总结77-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-83
• 攻读硕士期间研究成果83

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