發(fā)布時間：2017-04-20 09:07

  本文關鍵詞：小型戶用儲能式光伏發(fā)電控制系統(tǒng)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著世界工業(yè)化進程的快速發(fā)展,能源緊缺與環(huán)境污染問題日益突顯。作為世界上最大的發(fā)展中國家,中國的能源和環(huán)境問題更為嚴峻,以光伏發(fā)電為代表的清潔能源體系代替以化石燃料為主的能源體系勢在必行。本文在分析了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)及相關控制技術現(xiàn)狀的基礎上,綜合對比傳統(tǒng)的并網(wǎng)系統(tǒng)和離網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點,設計了既可以離網(wǎng)獨立工作,又能并網(wǎng)運行將富余電能輸入電網(wǎng)的小型戶用儲能式光伏發(fā)電系統(tǒng)。本文詳細研究了光伏電池、Boost電路、Buck-Boost電路、逆變電路以及儲能電池等。首先是對光伏電池的工作原理及模型做了分析和仿真,并根據(jù)其輸出特性進行了最大功率點跟蹤(MPPT)的研究,通過分析一些傳統(tǒng)的MPPT算法跟蹤速度慢、效率低的缺點,提出了改進算法,并對其進行了仿真驗證。然后分析了Boost升壓電路和雙向Buck-Boost電路拓撲及工作原理,并對系統(tǒng)儲能電池環(huán)節(jié)做了控制系統(tǒng)設計。本文選擇單相全橋電路作為逆變主電路,確定了逆變電路采用SPWM調(diào)制方式,根據(jù)逆變器在離網(wǎng)和并網(wǎng)工作狀態(tài)下控制策略的不同,分別進行控制系統(tǒng)設計,并對并網(wǎng)工作時的孤島保護進行了研究,比較被動保護和主動保護的優(yōu)缺點,采用AFD算法作為防孤島效應算法。根據(jù)本文的理論研究,設計了5kW小型戶用儲能式光伏發(fā)電系統(tǒng)的硬件電路,包含器件參數(shù)的計算和選型,同時對輔助電路部分進行了設計,包括信號采樣、功率管的驅(qū)動等�？刂菩酒x擇TMS320F28335,并對其端口進行了分配。最后對本文研究的小型戶用儲能式光伏系統(tǒng)進行相關的仿真實驗,通過使用MATLAB進行仿真并對結(jié)果進行分析,并應用PVsyst對整個光伏系統(tǒng)運行情況進行模擬,結(jié)果表明小型戶用儲能式光伏發(fā)電系統(tǒng)可以滿足系統(tǒng)設計要求,并有一定實際意義。
【關鍵詞】：光伏發(fā)電 最大功率點跟蹤 儲能 逆變器 孤島檢測
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 本課題研究背景與意義12-13
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和研究13-18
• 1.2.1 離網(wǎng)系統(tǒng)13-14
• 1.2.2 并網(wǎng)系統(tǒng)14-17
• 1.2.3 儲能式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)17-18
• 1.3 主要研究內(nèi)容18-20
• 2 小型戶用儲能式光伏系統(tǒng)原理20-32
• 2.1 系統(tǒng)整體設計20-21
• 2.1.1 系統(tǒng)整體設計電路20-21
• 2.1.2 系統(tǒng)設計指標21
• 2.2 光伏電池的工作原理及仿真21-24
• 2.2.1 光伏電池的工作原理21-22
• 2.2.2 光伏電池輸出特性仿真22-24
• 2.3 Boost升壓電路工作原理24-25
• 2.4 雙向DC-DC電路工作原理25-27
• 2.5 單相逆變電路27-30
• 2.5.1 工作原理27-28
• 2.5.2 SPWM調(diào)制技術28-30
• 2.6 本章小結(jié)30-32
• 3 光伏系統(tǒng)控制設計32-50
• 3.1 光伏系統(tǒng)MPPT算法32-37
• 3.1.1 MPPT控制原理32-33
• 3.1.2 常用的MPPT算法33-37
• 3.2 逆變器控制設計37-45
• 3.2.1 離網(wǎng)控制設計37-40
• 3.2.2 并網(wǎng)控制設計40-44
• 3.2.3 雙模式切換控制策略44-45
• 3.3 孤島效應研究45-47
• 3.3.1 孤島效應的介紹45-46
• 3.3.2 孤島效應檢測46-47
• 3.4 雙向Buck-Boost變換器控制策略設計47-48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 4 系統(tǒng)硬件設計50-60
• 4.1 Boost電路設計50-52
• 4.1.1 儲能器件設計50-52
• 4.1.2 開關器件選擇52
• 4.2 逆變電路設計52-54
• 4.2.1 功率器件選擇52-53
• 4.2.2 輸出濾波器件設計53-54
• 4.3 雙向DC-DC電路設計54-55
• 4.3.1 電池側(cè)電感設計54
• 4.3.2 開關器件選擇54-55
• 4.4 輔助硬件電路設計55-58
• 4.4.1 驅(qū)動電路設計55-57
• 4.4.2 采樣調(diào)理電路設計57-58
• 4.5 TMS320F28335端口分配58-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 5 實驗仿真驗證60-74
• 5.1 MPPT的仿真60-63
• 5.2 逆變系統(tǒng)的仿真分析63-66
• 5.3 孤島檢測的仿真分析66-68
• 5.4 基于PVsyst的光伏系統(tǒng)仿真68-72
• 5.5 本章小結(jié)72-74
• 6 總結(jié)和展望74-76
• 6.1 總結(jié)74
• 6.2 展望74-76
• 參考文獻76-80
• 致謝80-82
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果82

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