光伏电源功率点跟踪及功率因数补偿技术研究

【摘要】：随着人类现代化进程的不断发展,人们所能利用的化石能源正在迅速地减少,如何解决能源危机,是每个国家必须面对和需要亟待解决的问题。在寻找新能源的过程中,人们很自然地把目光投向太阳能,太阳能的开发和利用也越来越受到大家重视。在众多的利用形式中,人们最早从事的是太阳能在发电系统中的应用。目前,世界上很多国家都已成功的通过太阳能电池获得电能来补给生产、生活,缓解电能紧缺的现状。 本文首先介绍了太阳能的利用形式和国内外光伏电源并网发电系统现状,对光伏电源并网发电系统的分类、常用逆变器结构及工作原理进行了阐述,并对各种结构的优缺点做了详细地介绍。最后,经过综合对比分析,确定了本文发电系统的结构方案。 其次,对太阳能电池进行了分类,并对其特性曲线进行了分析,建立太阳能电池的数学模型。为了达到提高光伏电源发电系统的发电效率,引入了最大功率点跟踪的概念,同时详细阐述了计算最大功率点的方法,最后经过综合对比分析,确定了基于P-V曲线斜率的分步长扰动观察法作为本文的最大功率点跟踪方法,并得到相应的仿真结果,通过仿真验证了方法的有效性。 最后,为了实现对光伏电源发电系统进行功率因数补偿,本文采取了将谐波及无功补偿与并网发电统一控制的方法来实现预期的目标。文中对这种控制方法进行了理论分析,给出实现的方法,最后通过仿真手段,验证了方法的可行性。 【关键词】：光伏电源并网发电 最大功率点跟踪 逆变器 谐波 功率因数补偿
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 绪论6-12
• 1.1 光伏电源发电系统的研究背景和意义6
• 1.2 太阳能的主要利用形式6-7
• 1.3 国内外光伏电源并网发电研究现状7-9
• 1.3.1 国外光伏电源并网发电研究现状7-8
• 1.3.2 国内光伏电源并网发电研究现状8-9
• 1.4 光伏电源发电技术简述9-11
• 1.4.1 光伏电源发电系统类型9-10
• 1.4.2 光伏电源发电系统关键技术问题10-11
• 1.5 本文所做的工作11
• 1.6 本章小结11-12
• 第二章 光伏电源并网发电系统方案12-21
• 2.1 光伏电源发电系统分类12-15
• 2.1.1 电流型和电压型光伏电源并网发电系统12-13
• 2.1.2 工频型和高频型光伏电源并网发电系统13
• 2.1.3 可调度式和不可调度式光伏电源并网发电系统13-15
• 2.2 光伏电源并网逆变器结构分类15-18
• 2.2.1 单级式变流结构16
• 2.2.2 两级式变流结构16-17
• 2.2.3 多级式变流结构17-18
• 2.3 光伏电源并网发电系统方案确定18-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 光伏电源最大功率点(MPPT)跟踪技术研究21-32
• 3.1 太阳能电池分类及特性21-23
• 3.1.1 太阳能电池分类21
• 3.1.2 太阳能电池特性21-23
• 3.2 太阳能电池的数学模型建立23-24
• 3.3 光伏电源最大功率点(MPPT)跟踪24-28
• 3.3.1 恒压跟踪法25-26
• 3.3.2 增量电导法26
• 3.3.3 扰动观察法26-28
• 3.3.4 间歇扫描法28
• 3.4 基于P-V曲线斜率的分步长扰动观察法28-30
• 3.5 仿真研究30-31
• 3.5.1 仿真模型的建立30-31
• 3.5.2 仿真结果31
• 3.6 本章小结31-32
• 第四章 光伏电源发电系统谐波及无功功率补偿技术研究32-46
• 4.1 谐波及无功功率补偿主系统工作原理32-33
• 4.2 光伏电源发电系统谐波及无功功率补偿分析33-34
• 4.2.1 谐波分析33-34
• 4.2.2 无功功率补偿分析34
• 4.3 光伏电源发电系统的谐波及无功功率补偿方法34-43
• 4.3.1 谐波及无功功率检测34-38
• 4.3.2 谐波及无功功率补偿方法38-43
• 4.4 谐波及无功功率补偿仿真结果43-45
• 4.5 本章小结45-46
• 第五章 总结与展望46-47
• 5.1 全文总结46
• 5.2 对下一步工作的展望46-47
• 致谢47-48
• 参考文献48-51
• 作者简介51
• 攻读硕士学位期间研究成果51-52

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