太阳能光伏并网发电系统研究

【摘要】：随着全球工业化的进程,人类对能源的需求在不断增长。以化石能源为主体的能源结构,对人类环境的破坏显而易见,它是造成大气污染与生态破坏的主要原因之一。面对全球范围内的能源危机和环境不断恶化的压力,人们渴望用可再生能源来代替资源有限、污染环境的常规能源。太阳能作为当今资源最丰富的可再生能源之一,它具有分布广,可再生,清洁、安全等诸多优点,成为国际公认的理想替代能源。太阳能光伏并网发电是太阳能利用中一个主要发展方向。 光伏并网发电系统与公共电网相连接,共同承担供电任务,是当前世界太阳能光伏发电技术发展的主流趋势。并网发电系统可以实现对电网调峰,所发电能回馈电网,把电网作为储能装置,与独立太阳能光伏系统相比,发电成本大大降低。为此,对并网发电系统的研究具有重大的现实意义。 本文主要从以下几个方面进行研究: 1,介绍了光伏发电的研究背景和国内外的研究现状,简单介绍了光伏发电系统的构成、类型以及并网发电系统的优缺点; 2,光伏阵列是光伏发电系统的重要单元,介绍了光伏阵列的工作特性。 3,最大功率点跟踪问题是光伏发电系统中的重点问题,基于此,详细介绍了几种常用的MPPT控制方法。同时,介绍了在光伏发电系统中的孤岛保护效应。 4.设计了4Kw小型光伏并网发电系统,包括发电形式、阵列设计等,并对系统需要的设备:逆变器、光伏电池等进行了选择。 5,对光伏阵列的性能进行测试,测试结果表明:4KW光伏系统可以满足一般住宅用户用电量的需要,年可以提供发电量为2016Kw.h。 最后,指出了当前光伏发电系统中存在的问题,提出了一点建议和意见。 【关键词】：光伏并网 逆变器 最大功率点跟踪 光伏阵列 发电系统
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM615
【目录】：

• 致谢4-7
• 摘要7-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 研究背景8-11
• 1.2 光伏并网发电研究现状11-15
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-15
• 1.3 课题研究目的、意义和内容15-16
• 1.3.1 课题研究的目的和意义15
• 1.3.2 课题研究的内容15-16
• 1.4 本章小结16-17
• 2 太阳能光伏发电系统概述17-33
• 2.1 光伏发电系统的组成、原理和分类17-18
• 2.1.1 光伏发电系统的组成17
• 2.1.2 光伏发电系统的原理17
• 2.1.3 光伏发电系统的分类17-18
• 2.2 太阳能并网发电系统18-20
• 2.2.1 并网发电系统的分类18-20
• 2.2.2 光伏并网发电系统的优缺点20
• 2.3 光伏阵列概述20-25
• 2.3.1 光伏阵列的组成20-21
• 2.3.2 光伏组件的串并联21-23
• 2.3.3 光伏阵列输出伏安特性23-24
• 2.3.4 影响光伏阵列输出的因素24
• 2.3.5 光伏阵列尺寸的估算24-25
• 2.4 最大功率点跟踪控制方法简介25-30
• 2.4.1 太阳能电池简介25-26
• 2.4.2 最大功率点跟踪算法的原理26
• 2.4.3 几种常用的MPPT 跟踪方法26-30
• 2.5 逆变器简介30-31
• 2.5.1 逆变器的基本概念30
• 2.5.2 逆变器的基本功能30
• 2.5.3 逆变器的基本技术参数30-31
• 2.6 光伏并网系统孤岛问题和保护简介31-32
• 2.6.1 孤岛问题31-32
• 2.6.2 光伏并网系统中的保护32
• 2.7 本章小结32-33
• 3 4KW 太阳能光伏并网发电系统的设计33-41
• 3.1 设计原则33
• 3.2 试验所在地的概况33-34
• 3.2.1 地理条件33
• 3.2.2 气候条件33-34
• 3.3 本实验光伏发电系统选择34-35
• 3.3.1 系统基本组成34-35
• 3.3.2 系统工作原理35
• 3.4 光伏发电系统设计35-40
• 3.4.1 光伏电池方阵倾角的确定35-36
• 3.4.2 光伏方阵的设计36-39
• 3.4.3 并网逆变器的选择39-40
• 3.4.4 供电系统的基础建设40
• 3.5 本章小结40-41
• 4 光伏阵列的性能测试41-47
• 4.1 实验目的41
• 4.2 实验设备和仪器41-42
• 4.3 测试方法42
• 4.4 测试数据以及对数据的分析42-46
• 4.4.1 测试温度数据以及分析42-44
• 4.4.2 太阳能辐照强度的测试与分析44-45
• 4.4.3 影响光伏阵列输出特性因素的研究45-46
• 4.5 本章小结46-47
• 5 结论与建议47-48
• 5.1 结论47
• 5.2 建议47-48
• 参考文献48-52
• ABSTRACT52-53

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