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独立运行光伏发电系统功率控制研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 04:27:43
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独立运行光伏发电系统功率控制研究【摘要】:在绿色可再生能源当中,太阳能凭其独特的优点受到了一致青睐。在太阳能的各种应用中,光伏发电倍受关注。由于光伏发电系统具有结构简单、维护方便和

【摘要】: 在绿色可再生能源当中,太阳能凭其独特的优点受到了一致青睐。在太阳能的各种应用中,光伏发电倍受关注。由于光伏发电系统具有结构简单、维护方便和可靠性高等优点,得到一定程度的应用且潜力巨大。本文研究独立运行光伏发电系统的结构、工作机理和控制策略,以期进一步提高系统的性能,实现系统的优化及可靠运行。 本文首先综述了光伏发电系统的国内外发展概况、系统分类及独立运行光伏发电系统的利用形式;介绍了独立运行光伏发电系统组成及工作原理,论述了光伏阵列、蓄电池及控制器等系统各组成部分的运行原理及光伏电池模型。 其次,在分析独立运行光伏发电系统工况的基础上,给出了融合最大功率点跟踪控制、蓄电池充放电控制和负载跟踪控制的功率控制策略,这种策略考虑了系统的各种工况,有利于实现系统的优化及可靠运行;分析了最大功率点跟踪控制原理,比较几种现有的最大功率点跟踪控制方法,在此基础上给出一种电流环自适应给定的最大功率跟踪控制方法,并进行仿真研究。仿真结果表明,与固定步长方法相比,该方法具有较好的快速性和准确性。 最后,在太阳能资源和用户用电分析的基础上,对系统主电路及外围电路进行了设计,制作了用AP法设计的电感,对Buck电路进行了实验研究,得到了一些实验结果。 【关键词】:光伏发电 最大功率点跟踪控制 自适应算法
【学位授予单位】:内蒙古工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM615
【目录】:
  • 摘要3-4
  • Abstract4-7
  • 第一章 引言7-16
  • 1.1 课题研究的背景7-10
  • 1.1.1 能源及环境污染问题7-8
  • 1.1.2 太阳能及光伏发电的特点与优势8-10
  • 1.2 光伏发电的现状及前景10-12
  • 1.2.1 国外光伏发电的现状及前景10-11
  • 1.2.2 我国光伏发电的现状及前景11-12
  • 1.3 光伏发电系统的分类及利用12-15
  • 1.3.1 光伏发电系统的分类12-13
  • 1.3.2 独立运行光伏发电系统的利用13-15
  • 1.4 本文的主要研究内容15-16
  • 第二章 独立运行光伏发电系统功率控制策略16-33
  • 2.1 独立运行光伏发电系统的结构16
  • 2.2 光伏电池的原理及模型16-22
  • 2.2.1 光伏电池工作原理16-17
  • 2.2.2 光伏电池的基本特性17-20
  • 2.2.3 光伏电池的数学模型20-22
  • 2.3 蓄电池工作原理及充放电控制22-27
  • 2.3.1 蓄电池工作原理及特性22-23
  • 2.3.2 充放电控制策略23-25
  • 2.3.3 蓄电池使用中的几个特殊问题25-27
  • 2.4 DC/DC 变换器及其他部件27-30
  • 2.4.1 DC/DC 变换器27-29
  • 2.4.2 控制器29
  • 2.4.3 逆变器29-30
  • 2.5 功率控制策略30-33
  • 2.5.1 系统工况分析30-31
  • 2.5.2 功率控制策略31-33
  • 第三章 独立运行光伏发电系统最大功率点跟踪控制33-41
  • 3.1 最大功率点跟踪控制的原理及现有方法33-34
  • 3.1.1 最大功率点跟踪控制的原理33-34
  • 3.1.2 现有的几种最大功率点跟踪控制方法34
  • 3.2 电流环自适应给定的最大功率点跟踪控制34-37
  • 3.2.1 控制结构及原理34-35
  • 3.2.2 电流环自适应给定35-36
  • 3.2.3 算法流程36-37
  • 3.3 最大功率点跟踪控制仿真研究37-41
  • 3.3.1 光伏电池模型37
  • 3.3.2 系统仿真模型37-38
  • 3.3.3 仿真结果38-41
  • 第四章 系统主电路及外围电路的设计与实现41-58
  • 4.1 主电路总体设计41-49
  • 4.1.1 主要部件的选择41-44
  • 4.1.2 主电路的设计44-49
  • 4.2 外围电路的设计49-54
  • 4.2.1 驱动电路49-51
  • 4.2.2 缓冲电路51-52
  • 4.2.3 检测电路52-53
  • 4.2.4 电源电路53-54
  • 4.3 实验研究54-58
  • 4.3.1 实验电路原理图54-56
  • 4.3.2 实验步骤56
  • 4.3.3 实验结果56-58
  • 第五章 结论58-59
  • 参考文献59-62
  • 致谢62-63
  • 作者简介63


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