海洋环境下船用太阳能光伏系统特性研究
海洋环境下船用太阳能光伏系统特性研究【摘要】:自上世纪90年代开始,基于各种船型平台建成的太阳能光伏系统先后投入长期试验研究或商业运营,其对于其它形式清洁能源的接入起到了很好的示范
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:U665.1
【目录】:
- 摘要4-6
- Abstract6-12
- 第1章 绪论12-30
- 1.1 国内外太阳能光伏发电技术的发展12-15
- 1.1.1 光伏电池技术发展历程12-14
- 1.1.2 光伏系统装机容量14-15
- 1.1.3 应用领域15
- 1.2 太阳能船舶的技术现状15-22
- 1.2.1 国外太阳能船舶发展现状16-20
- 1.2.2 国内太阳能船舶发展现状20-22
- 1.3 船用太阳能光伏技术所涉及的问题分析22-28
- 1.3.1 海洋环境下的太阳能光伏电池特性问题22-25
- 1.3.2 光伏系统与船舶电力系统并网运行特性问题25-28
- 1.4 课题来源28-29
- 1.5 主要研究工作29-30
- 第2章 电力系统基础理论研究30-52
- 2.1 船舶电力系统理论研究30-38
- 2.1.1 基本组成和特点30-32
- 2.1.2 船舶电站运行模式分析32
- 2.1.3 船舶电网结构分析32-35
- 2.1.4 船舶电站并网运行技术35-38
- 2.2 船舶综合电力系统理论研究38-41
- 2.2.1 概念来源38
- 2.2.2 IPS系统构架38-41
- 2.2.3 IPS关键技术41
- 2.3 微网(Microgrid)理论41-51
- 2.3.1 基本概念41-44
- 2.3.2 多逆变器微电源并网模型44-47
- 2.3.3 微网逆变电源控制策略47-51
- 2.4 本章小结51-52
- 第3章 太阳能光伏电池电力特性理论研究与建模52-69
- 3.1 太阳能光伏电池发电原理52-53
- 3.2 理论和数学模型分析53-58
- 3.2.1 基于固体物理理论的半导体电学特性理论模型53-54
- 3.2.2 理想太阳能光伏电池数学模型54-56
- 3.2.3 实际太阳能光伏电池数学模型56-58
- 3.3 太阳能电池仿真模型及MPPT控制建模58-62
- 3.3.1 太阳能电池MPPT控制59
- 3.3.2 控制算法59
- 3.3.3 MPPT的实现过程59-62
- 3.4 太阳能电池DC/AC变换仿真建模62-68
- 3.4.1 逆变电路控制原理63-66
- 3.4.2 DC/AC的仿真实现66-68
- 3.5 本章小结68-69
- 第4章 海洋环境下太阳能光伏电池的输出特性69-89
- 4.1 环境影响因素问题69-71
- 4.1.1 部分典型环境因素的作用机理分析69-71
- 4.1.2 海洋环境影响因素分析71
- 4.2 实验平台设计71-74
- 4.2.1 设计原则71-72
- 4.2.2 主体结构72-73
- 4.2.3 传感器73
- 4.2.4 实验对象范围拓展73-74
- 4.3 太阳能电池输出特性对比实验74-83
- 4.3.1 简化对比实验74-76
- 4.3.2 数据误差分析与处理方法76-78
- 4.3.3 系列对比实验结果与分析78-83
- 4.4 海洋环境因素对光伏电池特性影响的数学模型83-88
- 4.4.1 改进的能量守恒模型83-86
- 4.4.2 参数关联模型86-88
- 4.5 本章小结88-89
- 第5章 船舶光伏并网电力系统(SPS~2)技术规范分析与建模89-121
- 5.1 相关技术规范89-92
- 5.1.1 船舶入级规范89-90
- 5.1.2 基于分布式能源的微网技术标准90-91
- 5.1.3 光伏并网系统的技术规范91-92
- 5.1.4 综合分析92
- 5.2 船舶电力系统建模与优化92-109
- 5.2.1 原动机及调速器数学模型93-96
- 5.2.2 同步发电机及励磁系统数学模型96-103
- 5.2.3 负载数学模型103-105
- 5.2.4 仿真算例分析105-109
- 5.3 光伏系统控制策略及模型109-117
- 5.3.1 滤波器设计110-111
- 5.3.2 PQ控制器设计111-113
- 5.3.3 仿真算例分析113-117
- 5.4 基于实船的SPS~2建模117-120
- 5.4.1 基于实船基本参数的SPS~2构建117-119
- 5.4.2 SPS~2通用仿真模型119-120
- 5.5 本章小结120-121
- 第6章 船舶光伏并网电力系统(SPS~2)的运行特性121-168
- 6.1 SPS~2仿真模型运行特性研究方法121-122
- 6.2 简化船舶电网中SPS~2的并网运行特性122-132
- 6.3 单机组船舶电网中SPS~2的并网运行特性132-148
- 6.3.1 不同光伏渗透率的影响133-139
- 6.3.2 控制光伏渗透率对起始并网运行的影响139-144
- 6.3.3 发电机运行控制策略的影响144-148
- 6.4 多机组船舶电网中SPS~2的并网运行特性148-167
- 6.4.1 光伏系统离网运行时的SPS~2运行特性149-152
- 6.4.2 不同光伏渗透率的影响152-157
- 6.4.3 光伏并网运行时投入不同负载的影响157-163
- 6.4.4 电网中电路故障时的并网运行特性163-167
- 6.5 本章小结167-168
- 第7章 结论与展望168-171
- 7.1 主要成果和结论168-169
- 7.2 创新点169-170
- 7.3 研究展望170-171
- 参考文献171-182
- 致谢182-184
- 攻读博士期间发表的主要论文及参加的科研项目184-187
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