光伏系统最大功率跟踪及并网控制研究

【摘要】：为了应对能源短缺，减少环境污染，降低温室效应，大量应用可再生能源具有重大意义。由于电力电子技术的快速发展，作为可再生能源的太阳能以光伏发电形式在各国得到广泛应用，同时，并网光伏发电系统省去了储能环节，被视为最有效的光伏发电方式。以此为背景，本文以并网光伏发电系统为研究对象展开了研究工作。 首先，对目前光伏发电的发展现状进行了综述，并分析了光伏发电作为新的发电形式的优势所在，在综合比较不同的并网光伏发电系统拓扑结构之后，选取了两级式拓扑结构作为研究对象，前级直流变化器实现最大功率跟踪，后级逆变器完成电能的变换，同时针对两级式并网光伏发电系统的系统主要参数的选取，本文给出了详细的分析。 其次，从光伏电池的发电原理入手，建立了光伏电池的数学模型，进而分析得出光伏阵列的数学模型，再利用数学模型分析了光伏阵列的外部输出特性，由外部特性得出光伏阵列在一定的温度和光照的条件下存在最大功率点，本文将开路电压法和电导增量法结合使用，实现了最大功率跟踪，并在MATLAB仿真软件中模拟了外部环境发生变化时此方法的跟踪效果。 最后，将逆变器的控制分为有功和无功控制的两种控制策略，针对有功控制，本文采取双环的控制策略：电压外环和电流内环。并运用经典控制理论对电压调节器和电流调节器的各参数进行了设计，仿真实验结果表明并网电流谐波畸变率满足了GB/T14549-1993的规定。针对无功控制，将瞬时无功功率理论应用于并网光伏发电系统进行了研究，基于pq算法搭建了谐波与无功电流的实时检测仿真模块，后将其接入并网光伏发电系统模块进行了仿真实验，结果表明，非线性负载无功和谐波电流得到了有效补偿。 【关键词】：并网光伏发电 最大功率跟踪 并网控制 谐波检测
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 本课题研究背景与意义9-12
• 1.1.1 不断增长的全球能源需求9-11
• 1.1.2 化石燃料的负面影响11
• 1.1.3 光伏发电的优势11-12
• 1.2 光伏发电国内外发展现状12-16
• 1.2.1 国外光伏发电发展现状12-14
• 1.2.2 国内光伏发电发展现状14-16
• 1.3 本文的主要工作16-17
• 第二章 并网光伏发电系统原理介绍17-32
• 2.1 光伏阵列数学模型及特性17-22
• 2.1.1 太阳能光伏发电原理17-18
• 2.1.2 光伏电池数学模型18-19
• 2.1.3 光伏阵列数学模型及输出特性19-22
• 2.2 并网光伏发电系统的拓扑结构22-24
• 2.2.1 单级式并网光伏发电系统22-23
• 2.2.2 两级式并网光伏发电系统23
• 2.2.3 多级式并网光伏发电系统23-24
• 2.3 光伏系统控制策略24-31
• 2.3.1 光伏系统并网控制策略24-26
• 2.3.2 光伏系统最大功率跟踪控制策略26-31
• 2.4 小结31-32
• 第三章 并网光伏系统最大功率跟踪控制32-45
• 3.1 光伏系统参数设计32-41
• 3.1.1 光伏阵列相关数据计算32-33
• 3.1.2 前级Boost变换器参数设计33-36
• 3.1.3 滤波器参数L2设计36-41
• 3.2 最大功率跟踪方法及 MATLAB 仿真实现41-44
• 3.2.1 最大功率跟踪方法41-42
• 3.2.2 最大功率跟踪 MATLAB 仿真42-43
• 3.2.3 仿真结果及分析43-44
• 3.3 小结44-45
• 第四章 光伏系统并网控制45-59
• 4.1 有功功率并网控制45-51
• 4.1.1 电流内环参数设计45-47
• 4.1.2 电压外环参数设计47-49
• 4.1.3 仿真结果及分析49-51
• 4.2 基于瞬时无功功率理论的光伏并网控制51-58
• 4.2.1 系统分析51-52
• 4.2.2 瞬时无功功率理论介绍52-54
• 4.2.3 将无功检测加入并网控制54-55
• 4.2.4 仿真验证及分析55-58
• 4.3 小结58-59
• 第五章 结论与展望59-61
• 5.1 总结59
• 5.2 展望59-61
• 参考文献61-65
• 发表论文和科研情况说明65-66
• 致谢66-67
• 附录1 并网光伏发电系统 MATLAB 仿真模型67-68

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

分布式光伏发电系统的发展需要政策推动    亦兵;

光伏发电系统中MPPT控制算法的研究及仿真    陈公兴;

诺雅克光伏产品闪耀中国光伏四新展    

基于模糊控制的光伏最大功率跟踪控制研究    赖东升;

电力公司参与光伏发电项目分析    李勤;朱洁;魏加项;

光伏产业:智者为王的新纪元    谭彬;

基于变步长电导增量法的光伏最大功率跟踪控制    赖东升;

基于反馈型神经网络的光伏系统发电功率预测    张艳霞;赵杰;

BP神经网络在光伏发电系统故障诊断中的应用    兰琴丽;章乐多;

加快启动国内光伏市场,应对国际光伏形势新变化(中)——启动中国光伏市场的可行性分析    王斯成;

户用独立式光伏发电系统研究    李春华;刘维亭;姜文刚;

中国光伏发电的发展及前景    罗雪莲;

光伏系统应用中的若干误区    杨金焕;陈中华;

并网光伏发电系统孤岛现象的混沌检测方法    李波涛;李鹏;张宏滨;王志强;马梦朝;

光伏发电系统中MPPT算法的研究与分析    徐亮;翟庆志;王宁;

独立光伏系统的数学模型与数据采集系统    韩培育;孟昭渊;李果华;

非逆变光伏系统在住宅公共照明的应用    张骞;孙鹏飞;韩慧锋;

混合储能方案平衡独立光伏发电系统功率变化    侯世英;房勇;孙韬;宋星;

光伏发电系统的计算机辅助设计    王景义;

固定式独立光伏系统中光伏方阵设计    李杰慧;刘祖明;李景天;

光伏发电：让你家住房成电厂    游雪晴

光伏发电：从独立系统走向规模化并网    主持人 国家电网报编辑 方韬　嘉宾 国家发改委能源局可再生能源处处长 史立山 国家电网公司发展策划部主任 赵庆波 中国科学院电工所副所长 许洪华

合肥开发商寻找节能新招    刘传勋

我们的事业充满阳光    周慧　本报记者 吴长锋

莱芜供电首建光伏发电系统    王宪才　魏延彬

莱芜供电公司建成首个光伏发电系统    通讯员 王宪才　魏延彬

上海的“太阳”升得太慢    本报实习生 李炯　本报记者　 洪崇恩

独立光伏发电系统能量管理获突破    记者 王海蕴

以色列研发出智能太阳能光伏系统    记者 陈克勤

民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范颁布    记者 王庆

光伏发电系统效率提高理论方法及关键技术研究    朱艳伟

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

光伏发电系统逆变技术研究    吴春华

基于平面镜反射的聚光光伏系统研究    张海燕

户用光伏建筑一体化发电系统及太阳能半导体照明技术研究    陈维

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

中国光伏产业发展战略研究    李晓刚

光伏发电系统中Z源逆变器的控制技术研究    陈艳

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

低倍率聚光光伏系统的性能研究    徐章禄

光伏发电系统的蒙特卡罗序贯仿真和可靠性分析    陈闽江

蚁群并联光伏发电系统研究    姚利明

安多100kWp独立运行光伏发电系统暂态稳定性分析    杨毅男

独立光伏发电系统蓄电池充放电控制策略    陈海

独立光伏发电系统MPPT的模糊PID控制研究    连瑞娜

光伏系统平衡部件关键技术和问题的研究    封焯文

单级式并网型光伏发电系统用逆变器的研究    焦在强

光伏发电自动跟踪系统    张嘉英

聚光光伏发电光学系统优化设计研究    林海浩