【摘要】：傳統(tǒng)化石燃料日漸枯竭、環(huán)境污染逐漸加重,能源問題備受世界各國關(guān)注,開發(fā)使用綠色清潔的新能源已成為人類發(fā)展的必由之路,太陽能以其易獲取、無污染、儲量豐富等特點成為新能源領(lǐng)域的研究熱點。光伏發(fā)電將太陽能轉(zhuǎn)化成易傳輸使用的電能,是利用太陽能的主要形式,本文針對兩級式三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),以光伏陣列寬電壓輸出下系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高效穩(wěn)定的并網(wǎng)發(fā)電為目的,對其主要技術(shù)進行了研究。分析了光伏電池的發(fā)電原理,在Matlab/Simulink下搭建了工程用光伏電池模型,分析了不同環(huán)境下光伏電池的仿真特性曲線。對MPPT算法中常用的擾動觀察法和電導(dǎo)增量法進行分析研究,并重點研究設(shè)計了基于模糊控制的MPPT算法,利用Simulink仿真對比三種算法驗證了模糊控制的優(yōu)越性。針對光伏陣列隨環(huán)境變化寬輸出電壓的特性,研究了具有升降壓功能、輸入輸出同極性、開關(guān)管電壓應(yīng)力低等其它變換器無法比擬優(yōu)點的雙管Buck-Boost變換器,針對變換器同步模式,提供一種電路參數(shù)設(shè)計方法,Simulink下開環(huán)仿真驗證了設(shè)計方法的正確性,并對該變換器閉環(huán)系統(tǒng)進行設(shè)計,搭建閉環(huán)仿真模型,模擬光伏陣列寬電壓輸出,閉環(huán)結(jié)果顯示該變換器實現(xiàn)了升降壓模式的平滑切換,能有效的提高功率傳輸比重,其能夠很好的作為光伏陣列寬輸出電壓下兩級式光伏發(fā)電的前級直流變換器。對并網(wǎng)逆變部分進行深入研究,推導(dǎo)了兩相旋轉(zhuǎn)坐標下逆變器數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上進行逆變器解耦控制,搭建了基于SVPWM控制技術(shù)的三相并網(wǎng)逆變器的仿真模型。在Simulink下搭建了基于雙管Buck-Boost的三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)整體模型,結(jié)合實際工程背景,提取工程中參數(shù)在該整體模型中進行仿真,仿真結(jié)果顯示系統(tǒng)能夠在光伏陣列寬電壓輸出下穩(wěn)定運行,MPPT算法跟蹤準確,雙管Buck-Boost變換器切換了升降壓模式,THD符合標準,實現(xiàn)了單位功率因數(shù)有效并網(wǎng),驗證了整體拓撲和策略的可行性。
【圖文】：

圖 1.1 世界電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)圖BP 世界能源展望 2018 年版》中的世界電的能源類型一直在改變，可再生能源作為所使用的能源結(jié)構(gòu)中將從現(xiàn)在的占比 7%作為一種重要的發(fā)電形式，擁有著巨大的能取代煤炭、天然氣等非再生能源，成為太陽能以其易獲取、可再生、無污染等優(yōu)

了優(yōu)良的前提條件。光伏組件的價格在過去時間一直在下降，2007 年光伏組件的價格36 元/瓦，到 2012 年，其價格是 4.5 元/瓦，最低零售價曾降到 3.5 元/瓦[13]，2018 年走進 2.5 元時代，甚至已跌破 2 元，，數(shù)據(jù)表明光伏組件的價格將持續(xù)走低。薄膜光伏池以其環(huán)境友好、成本低、平均發(fā)電量高、弱光響應(yīng)好等優(yōu)點逐漸成為光伏領(lǐng)域內(nèi)的點，具有很好的發(fā)展前景，薄膜光伏電池像層薄膜一樣，質(zhì)量小、成本低、來源豐富[14其厚度僅μm 大小，制造工藝簡單，可以以陶瓷、塑料和玻璃等價格較低的材料為基進行生產(chǎn)，也由于可撓性強能夠制作成各種形狀和非平面結(jié)構(gòu)，其適用范圍大，可與筑材料融合或直接覆蓋在建筑上成為建筑結(jié)構(gòu)的組成部分，如將薄膜太陽能電池集成建筑上，將其作為建筑物整體結(jié)構(gòu)的一部分，即光伏建筑一體化（Building IntegratPhotovoltaic，BIPV），其不僅具有發(fā)電功能，同時還可以提升建筑物的美感，相對傳統(tǒng)的光伏發(fā)電站具有不占用土地資源的優(yōu)點，大大節(jié)約了土地資源。如圖 1.2 所示國內(nèi)漢能集團的漢瓦和國外的特斯拉太陽能屋瓦，都是基于薄膜光伏電池的杰作。光產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，市場活力巨大，規(guī)模也在逐步提升，光伏發(fā)電已成為國家戰(zhàn)略性新興業(yè)，大力發(fā)展光伏發(fā)電建立清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系已成為改善當(dāng)前能源缺的驅(qū)動力之一。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM46;TM914.4

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 吳透明;姚國興;孫磊;;基于Buck變換器的光伏電池最大功率跟蹤器[J];電測與儀表;2011年10期

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1 鄭照紅;多功能光伏逆變器關(guān)鍵控制技術(shù)研究[D];華南理工大學(xué);2018年

2 楊晨;樓宇直流供電系統(tǒng)架構(gòu)分析及變換器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

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1 呂會會;光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù)的研究[D];山東大學(xué);2018年

2 韓影;光伏發(fā)電并網(wǎng)的仿真研究[D];華北水利水電大學(xué);2018年

3 宋竹萌;雙管Buck-Boost變換器預(yù)測控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

4 劉文濤;太陽能光伏發(fā)電及并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2018年

5 陳凌天;光伏發(fā)電微逆變器的MPPT技術(shù)研究[D];華北電力大學(xué);2018年

6 袁樂;光伏發(fā)電并網(wǎng)控制系統(tǒng)的研究[D];安徽理工大學(xué);2017年

7 王偉健;基于全橋LLC諧振變換器的光伏并網(wǎng)逆變器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京信息工程大學(xué);2017年

8 王娜;三相光伏并網(wǎng)逆變器最大功率跟蹤和并網(wǎng)控制策略的研究[D];石家莊鐵道大學(xué);2017年

9 江如成;太陽能電池最大功率跟蹤芯片及控制器的優(yōu)化設(shè)計[D];浙江大學(xué);2017年

10 胡勇;LCL型光伏并網(wǎng)逆變器諧振抑制及鎖相方法的研究[D];燕山大學(xué);2014年

本文編號：2677458