本文關鍵詞：光伏發(fā)電系統(tǒng)中固態(tài)變壓器的建模與控制

  更多相關文章： 光伏發(fā)電 最大功率跟蹤 固態(tài)變壓器 控制策略 Simulink

【摘要】：隨著地球一次性能源的緊缺與環(huán)境污染的日益加重,可再生能源在世界各國正受到越來越多的重視。其中,太陽能資源豐富、易于得到、清潔無污染,倍受人們青睞。光伏發(fā)電是太陽能開發(fā)的重要趨勢,光伏并網技術已發(fā)展成為太陽能應用領域的研究熱點。近些年來,隨著開發(fā)研究的不斷深入,尤其是固態(tài)變壓器的發(fā)展,光伏發(fā)電系統(tǒng)突破傳統(tǒng)發(fā)電模式的限制,逐漸具備了進入大規(guī)模推廣的價值。因此,本文詳細介紹了固態(tài)變壓器的拓撲結構,通過對其進行建模與控制策略設計,將光伏陣列接入10kV的電網,并利用Simulink進行設計仿真,驗證其可行性。首先,介紹了太陽能光伏電池的工作原理和輸出特性,為了實現最大功率點跟蹤,在對比分析了幾種常用方法的基礎上,改進了擾動觀察法。其次,闡述了固態(tài)變壓器的工作原理、等效模型以及拓撲結構,在此基礎上分別對固態(tài)變壓器的整流模塊、直流變換模塊、逆變模塊的拓撲和數學模型進行了詳細的分析。然后,詳細的研究制定了固態(tài)變壓器各環(huán)節(jié)的控制策略,為了實現高壓側具有穩(wěn)定的直流電壓以及對無功功率的靈活調控,本文采取了無功功率與高壓整流輸出電壓閉環(huán)控制策略;為了保證二次側輸出穩(wěn)定的直流電壓,本文對中間隔離環(huán)節(jié)采用電壓外環(huán)電流內環(huán)的雙閉環(huán)控制方法;為了輸出一定的工頻交流電信號,以實現在電力系統(tǒng)正常運行下輸入輸出穩(wěn)定以及靈活的傳輸有功功率,低壓側采用了輸出電壓閉環(huán)的控制方法。最后,以上述分析研究為基礎,在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了光伏電池最大功率跟蹤控制模型和固態(tài)變壓器模型,并將光伏電池模型經過串并聯接入固態(tài)變壓器的低壓直流母線,最終實現并網控制。實驗結果表明,本文提出的改進的擾動觀察法能很好地實現最大功率點追蹤,在接入固態(tài)變壓器后,本文采取的控制策略可以有效通過逆變實現輸出電流并入電網,而且電流諧波較小,功率因數高。
【關鍵詞】：光伏發(fā)電 最大功率跟蹤 固態(tài)變壓器 控制策略 Simulink
【學位授予單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM615;TM41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 緒論7-15
• 1.1 選題的背景及意義7-9
• 1.2 光伏系統(tǒng)并網結構的研究9-10
• 1.3 固態(tài)變壓器的基本概念與研究現狀10-13
• 1.3.1 固態(tài)變壓器的發(fā)展狀況11-13
• 1.3.2 固態(tài)變壓器的特點13
• 1.4 本文的主要工作13-15
• 第二章 光伏電池建模及MPPT實現15-22
• 2.1 太陽電池工作原理15-16
• 2.2 太陽電池仿真模型16-18
• 2.3 太陽電池外特性18
• 2.4 光伏系統(tǒng)MPPT控制方法18-20
• 2.4.1 固定電壓法19
• 2.4.2 擾動觀察法19-20
• 2.4.3 電導增量法20
• 2.5 一種改進的MPPT控制方法20-21
• 2.6 本章小結21-22
• 第三章 固態(tài)變壓器工作原理與數學建模22-38
• 3.1 固態(tài)變壓器工作原理22-25
• 3.2 固態(tài)變壓器數學建模25-27
• 3.3 固態(tài)變壓器輸入環(huán)節(jié)27-28
• 3.4 固態(tài)變壓器中間隔離環(huán)節(jié)28-31
• 3.4.1 中間隔離環(huán)節(jié)結構28-29
• 3.4.2 高頻隔離變壓器29-31
• 3.5 固態(tài)變壓器輸出環(huán)節(jié)31-37
• 3.5.1 輸出環(huán)節(jié)結構與工作原理31-35
• 3.5.2 逆變輸出上的諧波消除35-37
• 3.6 本章小結37-38
• 第四章 固態(tài)變壓器控制策略38-48
• 4.1 同步d-q坐標變換法38
• 4.2 固態(tài)變壓器輸入級控制38-45
• 4.3 固態(tài)變壓器中間隔離級控制45-46
• 4.4 固態(tài)變壓器輸出級控制46-47
• 4.5 本章的小結47-48
• 第五章 光伏電池模型的搭建與仿真48-52
• 5.1 MATLAB/SIMULINK48
• 5.2 光伏電池模型的仿真48-49
• 5.3 MPPT實驗仿真結果分析49-51
• 5.4 本章小結51-52
• 第六章 并網仿真及分析52-58
• 6.1 固態(tài)變壓器仿真模型的搭建52-55
• 6.2 仿真結果分析55-57
• 6.2.1 穩(wěn)態(tài)響應仿真55-56
• 6.2.2 動態(tài)響應仿真56-57
• 6.3 本章小結57-58
• 第七章 總結與展望58-60
• 7.1 工作總結58-59
• 7.2 今后工作展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻61-64

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本文編號：1005164