光伏并网发电系统控制方法研究

【摘要】：随着能源供需矛盾的日益突出，太阳作为理想的替代能源有广阔的发展前景，而光伏并网发电又是太阳能利用的发展趋势。但是目前光伏电池的价格高、能量转换效率低，为了有效的利用太阳能，所以对光伏并网发电系统的控制方法研究十分必要。本文的主要内容如下： 首先，针对课题研究需要，本文选择了一种无变压器两级拓扑结构的并网逆变器作为研究对象，逆变器前级采用Boost升压电路实现最大功率跟踪，后级采用H5全桥逆变电路实现输出电能并网，该结构未采用变压器，具有体积小、成本低、控制方案易于实现等优点。 其次，研究了光伏电池的工作原理及输出特性，并基于厂家提供的常见参数的基础上建立了仿真模型，为后续的仿真奠定基础。 再次，研究了几种常用的光伏电池最大功率点跟踪方法，并从从理论上证明了光伏电池的最大功率跟踪可通过DC／DC变换器的占空比改变来实现，本文在此基础上提出了一种固定电压快速起动与变步长扰动相结合的方法。并对该方法进行了仿真，仿真结果验证了该方案的可行性及有效性。 最后，对光伏并网控制方法进行研究，本文提出了一种自适应滞环控制方法，应用matlab进行仿真来证明其有效性。 【关键词】：光伏并网发电系统 光伏电池 最大功率点跟踪 并网控制
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615;TP13
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 第1章 绪论7-17
• 1.1 课题研究的背景7-8
• 1.2 国内外研究现状8-12
• 1.2.1 国外研究现状8-10
• 1.2.2 国内研究现状10-12
• 1.3 太阳能光伏并网发电系统分类和控制技术发展12-15
• 1.3.1 太阳能光伏并网发电系统分类12-14
• 1.3.2 太阳能光伏并网发电系统控制技术发展14-15
• 1.4 本课题的意义15
• 1.5 本论文的主要工作15-17
• 第2章 光伏并网发电系统主电路设计17-31
• 2.1 系统主电路总体设计17-18
• 2.2 DC/DC 变换器的设计18-25
• 2.2.1 DC/DC 电路拓扑结构的选择18-19
• 2.2.2 Boost 变换器的工作原理19-20
• 2.2.3 Boost 变换器电路参数设计20-22
• 2.2.4 DC/DC 变换器的仿真22-23
• 2.2.5 MPPT 中 DC／DC 变换器功能的实现23-25
• 2.3 DC/AC 逆变器的设计25-29
• 2.3.1 DC/AC 逆变电路的设计25-28
• 2.3.2 滤波器滤波电感参数设计28-29
• 2.4 本文所设计的电路拓扑结构29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 太阳能电池的建模及仿真31-45
• 3.1 太阳能电池的工作原理31
• 3.2 太阳能电池的基本特性31-35
• 3.2.1 太阳能电池的等效电路31-33
• 3.2.2 太阳能电池特性33-35
• 3.3 太阳能电池的建模及仿真研究35-44
• 3.3.1 太阳能电池数学模型35-37
• 3.3.2 太阳能电池建模及仿真37-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 最大功率点跟踪技术研究45-63
• 4.1 MPPT 算法的原理45-46
• 4.2 最大功率控制方法46-50
• 4.3 改进的最大功率算法50-53
• 4.4 仿真结果及分析53-61
• 4.4.1 扰动观察法的仿真结果53-58
• 4.4.2 改进扰动观察法的结果58-61
• 4.5 本章小结61-63
• 第5章 光伏并网控制策略研究63-77
• 5.1 电流输出控制方法64-66
• 5.2 自适应电流滞环控制策略66-70
• 5.3 系统仿真70-75
• 5.3.1 统一逆变控制策略70
• 5.3.2 系统仿真模型70-72
• 5.3.3 系统仿真结果72-75
• 5.4 本章小结75-77
• 第6章 总结与展望77-79
• 6.1 总结77
• 6.2 展望77-79
• 参考文献79-83
• 致谢83-84
• 攻读硕士学位期间的研究成果84

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