本文關鍵詞：直流集成光伏模塊并網系統(tǒng)的研究

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【摘要】：根據光伏系統(tǒng)的聯(lián)接結構,光伏發(fā)電系統(tǒng)分為集中式、組串式、模塊集成式三類。其中,模塊集成式具有能量轉化率高、抗陰影能力強、易于擴容與維護等優(yōu)點,非常適用于中小功率場合,近年來受到研究者們的重視。論文對比研究了直流模塊集成式光伏發(fā)電系統(tǒng)并聯(lián)式、旁路式、串聯(lián)式三種結構,得出串聯(lián)式結構具有器件電壓等級低,效率高等優(yōu)點。將光伏模塊集成的直流變換器拓撲進行對比,得出同極性Buck-Boost電路具有調壓范圍廣、效率較高、結構簡單等特點。因此,論文以同極性Buck-Boost直流集成光伏系統(tǒng)串聯(lián)結構作為研究對象。論文研究了單個直流集成光伏模塊Buck-Boost變換器的工作特性,調制方法和參數(shù)設計。根據系統(tǒng)運行的不同狀態(tài),通過載波重疊的調制方式使得Buck-Boost變換器可以在Buck模式、Boost模式、Buck-Boost模式之間靈活切換。論文重點研究了串并聯(lián)直流集成光伏系統(tǒng)母線端的輸出特性,并給出了關鍵電壓值的數(shù)學表達式。研究表明,對于直流集成光伏模塊串聯(lián),當功率不均衡度a和直流變換器電壓變比k滿足αkmin/kmax時,必定存在某個母線電壓值使得光伏串聯(lián)系統(tǒng)中所有集成模塊都能夠工作在最大功率點。對于串并聯(lián)直流集成光伏系統(tǒng),其母線端輸出則有可能出現(xiàn)多峰值功率特性。為了實現(xiàn)系統(tǒng)的最大功率跟蹤,需要對后級逆變器的母線電壓進行合理的控制。論文將直流集成光伏系統(tǒng)通過后級逆變器實現(xiàn)并網。為了控制母線電壓工作在直流側的最大功率輸出點,論文引入粒子群優(yōu)化(PSO)算法。算法中粒子的位置設置為母線電壓給定值,目標函數(shù)為光伏系統(tǒng)輸出功率,通過PSO算法的不斷優(yōu)化更新,在解空間內搜索到全局最大功率點。論文搭建了基于Buck-Boost直流集成光伏模塊并網發(fā)電系統(tǒng)的仿真模塊和軟硬件實驗平臺。通過仿真和實驗,驗證了單個直流集成光伏模塊的電壓控制、MPPT控制、直流集成模塊串并聯(lián)系統(tǒng)的輸出特性、逆變器的母線電壓控制、基于PSO算法的母線電壓尋優(yōu)等理論分析和控制方法的正確性和實用性。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM615

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本文編號：1227541