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光伏发电系统及其控制的研究

在世界各国竞相发展绿色可再生能源的今天,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,光伏应用备受关注。随着光伏组件价格的不断降低和光伏技术的发展,太阳能光伏发电系统将逐渐由现在的补充能源向替代能源过渡。独立发电(Stand-alone)系统和并网发电(Grid-connected)系统将成为光伏应用的主流。基于此,本文就光伏发电系统中的一些关键问题——如光伏阵列的最大功率点跟踪和蓄电池的优化管理、逆变器输出波形的改善和孤岛效应等方面做了详细的理论分析,建立了仿真模型,提出了相应的控制策略,并进行了实验验证。具体说来,本文的主要研究内容可归纳如下:1.阐明了不同拓扑结构的光伏发电系统之性能和特点。2.发展了以负载获得功率的变化代替传统的以光伏阵列输出功率的变化来进行最大功率跟踪的控制策略,在控制算法上采用改进的变步长电压扰动法,实现了光伏阵列的真正最大功率点跟踪(TMPPT);此外,在独立光伏发电系统中,通过控制算法  (本文共137页) 本文目录 | 阅读全文>>

西南交通大学
西南交通大学

光伏发电系统及其控制技术研究

针对光伏并网发电系统的逆变器并联技术、并网的最大功率跟踪控制、系统的稳定性和可靠性、不平衡负载对光伏系统中三相逆变器输出电压不对称的影响等关键问题,深入研究了光伏逆变器并联控制方法、并网最大功率跟踪控制技术、光伏发电系统谐波抑制以及三相不平衡负载控制方法等,提出了相应的解决方案。论文的主要研究工作和成果包括:(1)提出了一种高性能逆变器并联控制方法:以现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)产生各并联逆变器的正弦脉冲宽度调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation, SPWM)波频率和相位,以确保输出电压绝对同步,用单相交流电压、电流构造三相交流电压、电流。根据瞬时无功理论计算方法把逆变器输出交流电流变换成两相瞬时电流分量,再经同步d-q变换得到有功电流和无功电流,最后用数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP)控制两...  (本文共108页) 本文目录 | 阅读全文>>

新疆大学
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新型自适应步长控制的光伏发电系统MPPT研究

本文以光伏发电系统为研究的对象,以最大限度的利用太阳能为主要的目标。并开展光伏发电系统最大功率点跟踪控制的理论研究和仿真实现。首先,在分析光伏电池工作原理的基础上,用MATLAB/Simulink建立光伏阵列和BOOST变换器仿真模型,为最大功率点跟踪控制算法的研究奠定基础。其次,在介绍光伏阵列输出特性及仿真模型的基础上提出了最大功率点跟踪的方法和原理、介绍常见的MPPT方法。并分析常见的MPPT方法,总结各种算法的优点和缺点,为了扬长避短,提高跟踪速度和稳定性,对跟踪步长和跟踪周期进行优化,提出了一种自适应步长的方案。本文又在优化自适应步长的控制方案的基础上,提出了一种新的最大功率点跟踪方法,并用MATLAB结合光伏电池仿真模型对新算法编写程序进行仿真,得到了比较好的仿真结果。同时也将传统算法进行仿真,并且把两者仿真结果进行对比,经仿真证明,新算法能够得到更加好的跟踪控制效果。最后,对本文的所做的工作进行了总结,并对今后的工作...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

华侨大学
华侨大学

光伏发电系统及其最大功率跟踪控制的研究

太阳能是一种绿色可再生能源,具有无污染、无噪音、无需生产原料等优点,太阳能的应用已经成为新能源领域的研究热点。光伏发电是人类利用太阳能的一种最主要的方式,进入二十一世纪后,光伏产业在世界各国都得到了迅猛发展。然而,目前太阳能电池的生产成本仍然比较高、转换效率较低,为了更有效的利用太阳能,提高光伏发电系统的转换效率,采用最大功率跟踪技术就尤为必要。光伏发电系统中太阳能电池直接将太阳能转变成电能。太阳能电池输出特性受光照强度、环境温度和负载情况影响,具有明显的非线性特征。当外界环境发生变化时,其工作电压和输出功率会发生变化,因此,利用最大功率跟踪控制技术,实时调整太阳能电池工作点,使其始终工作在最大功率点附近,提高光伏发电系统效率。本文基于KNT-SPV01光伏发电系统,对光伏发电系统原理、系统组成进行了理论分析,同时对最大功率跟踪控制技术进行了深入的研究,完成了带有最大功率跟踪控制器的小型太阳能光伏发电系统的设计。具体内容如下:1...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

安徽理工大学
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三相光伏发电并网系统及其控制方法的研究

目前,在追求低碳社会的今天,太阳能作为一种清洁的可再生能源,正经历着由补充能源向替代能源发展的历史阶段。由于电力电子技术的快速发展,光伏发电作为太阳能利用的一种重要形式,其发展形式非常迅速。作为光伏并网发电核心部件的并网逆变器,关键技术的发展则能够在很大程度上提高光伏并网发电的效率。由于目前国内的光伏并网发电的发展起步较晚,因此对于光伏并网发电系统的研究具有广阔的应用前景。本文是以10KW并网发电系统为实验依托,对太阳能三相光伏发电并网系统及其控制方法进行研究。采用智能最大功率控制算法实现太阳能电池板的最大功率输出,能够确保光伏阵列最大限度地将光能转化为电能,提高系统效率;并采用直接功率控制技术来控制并网逆变器,从而满足系统动态响应速度和稳态控制精度,确保逆变器实现单位功率的运行。对于逆变环节主电路,选择了前级高频隔离型Cuk式变换器的主电路结构,使光伏阵列输出的直流电压能够稳定的工作在最佳状态。针对光伏并网发电的运行特性,在理...  (本文共96页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

基于多峰值MPPT控制的光伏发电系统的研究与设计

对最大功率点跟踪控制(MPPT)技术的研究是目前光伏发电系统研究的热点和主要课题。将多峰值MPPT技术应用于光伏发电系统,可以有效地解决不均匀光照条件下光伏阵列较难跟踪实际最大功率点的问题,降低能源损耗,提高光伏发电系统的能源利用率,具有良好的发展前景。课题以独立光伏发电前级系统作为研究内容,采用非隔离型DC/DC变换器作为系统拓扑,并将多电平技术应用于变换器。根据光伏发电系统对变换器输入电压范围的要求,提出将三电平Buck-Boost电路作为变换器拓扑。介绍了变换器的工作原理和纹波特性,进行了电路参数设计,并通过仿真进行验证。仿真结果表明变换器工作正常,具有较高的电压增益,同时在降低电感电流纹波和开关管电压应力方面具有优势。针对变换器可能出现的中点电压不平衡现象,提出了基于脉冲宽度调制的中点电压平衡控制策略,经仿真分析,该策略可以有效维持中点电位平衡。通过理论分析建立光伏电池工程实用模型,分析对比了三种常用单峰自寻优算法的MP...  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>