本文關(guān)鍵詞：基于虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)的光伏發(fā)電系統(tǒng)控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化的快速發(fā)展,人類正大量消耗著化石能源,煤、石油、天然氣等不可再生能源即將耗盡。能源危機(jī)以及生態(tài)環(huán)境的污染等問題日益突出,使得變更能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu),推動(dòng)可再生能源的開發(fā)和利用已經(jīng)逐步發(fā)展為全球各國政府的共識(shí)。因此新能源的發(fā)展迫在眉睫。在國家大力倡導(dǎo)發(fā)展新能源的大背景下,太陽能憑借其可再生、無污染和儲(chǔ)量大等特點(diǎn),使得世界各國興起了發(fā)展太陽能光伏發(fā)電的浪潮。逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中的重要組成部分之一,伴隨著光伏發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)其控制算法的研究將對(duì)整個(gè)光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生非常重要的實(shí)際意義。本文首先介紹了太陽能光伏發(fā)電的背景、國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)的發(fā)展情況,然后對(duì)光伏電池的數(shù)學(xué)模型展開了分析,在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,并對(duì)仿真模型的正確性進(jìn)行了有效的驗(yàn)證。然后對(duì)前級(jí)的Boost升壓電路工作原理以及三相全橋式逆變電路的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,并簡單介紹分析了幾種常見的最大功率點(diǎn)跟蹤的控制方法,對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析比較,而后搭建了MPPT的仿真模型。本文介紹的重點(diǎn)內(nèi)容是在傳統(tǒng)下垂控制原理的基礎(chǔ)上,對(duì)電壓控制型逆變電路的光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行深入的分析與研究。系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下,逆變器輸出的電壓、電流波形中存在有諧波的影響,以及在剛并網(wǎng)時(shí)刻,系統(tǒng)由于沖擊電流的影響,輸出的有功功率存在一個(gè)短暫的突升等問題。隨后提出了一種新型的基于擾動(dòng)觀測器的改進(jìn)下垂控制方法。通過對(duì)改進(jìn)后的控制策略進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo),在Matlab/Simulink中建立了仿真模型,并對(duì)仿真模型的正確性進(jìn)行了有效驗(yàn)證。最后搭建了基于MC56F8346DSP主控制器的系統(tǒng)硬件平臺(tái),對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了離網(wǎng)負(fù)載實(shí)驗(yàn)和并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證,內(nèi)容包括系統(tǒng)主電路和控制電路的硬件參數(shù)設(shè)計(jì),主程序和中斷子程序流程圖等軟件設(shè)計(jì)。隨后通過實(shí)驗(yàn)波形得到了驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電系統(tǒng) 虛擬同步發(fā)電機(jī) 逆變器的下垂控制 最大功率點(diǎn)跟蹤
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 太陽能光伏發(fā)電的國外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 太陽能光伏發(fā)電的國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類與特點(diǎn)14-16
• 1.4 虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 論文的主要工作17-18
• 第二章 光伏發(fā)電系統(tǒng)基本原理及控制18-32
• 2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)18
• 2.2 光伏電池的基本原理及特性18-22
• 2.2.1 光伏電池的工作原理18
• 2.2.2 光伏電池的數(shù)學(xué)模型18-21
• 2.2.3 光伏電池特性仿真與分析21-22
• 2.3 DC/DC變換電路22-24
• 2.4 電壓型逆變電路的分析24-27
• 2.5 最大功率點(diǎn)跟蹤控制27-31
• 2.5.1 MPPT原理27
• 2.5.2 MPPT的控制方法及種類27-30
• 2.5.3 擾動(dòng)法的實(shí)現(xiàn)與仿真30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第三章 基于虛擬同步發(fā)電機(jī)的光伏系統(tǒng)控制研究32-56
• 3.1 電壓控制型光伏并網(wǎng)逆變器控制策略32-33
• 3.2 同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型33-35
• 3.3 虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)的工作原理及實(shí)現(xiàn)35-38
• 3.3.1 下垂控制原理36
• 3.3.2 基于虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)的下垂特性控制36-38
• 3.4 傳統(tǒng)下垂控制算法的數(shù)學(xué)模型及仿真38-42
• 3.4.1 數(shù)學(xué)模型分析38-40
• 3.4.2 仿真驗(yàn)證40-42
• 3.5 基于擾動(dòng)觀測器的虛擬同步發(fā)電機(jī)改進(jìn)下垂控制策略42-55
• 3.5.1 擾動(dòng)觀測器的原理42-45
• 3.5.2 基于擾動(dòng)觀測器控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型分析45-49
• 3.5.3 擾動(dòng)觀測器的穩(wěn)定性分析49-51
• 3.5.4 低通濾波器的設(shè)計(jì)51-52
• 3.5.5 基于擾動(dòng)觀測器的下垂控制的仿真52-55
• 3.6 本章小結(jié)55-56
• 第四章 數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證56-70
• 4.1 系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)56
• 4.2 主電路設(shè)計(jì)56-60
• 4.2.1 Boost升壓電感的設(shè)計(jì)56-58
• 4.2.2 直流側(cè)電容的設(shè)計(jì)58-59
• 4.2.3 濾波電感的設(shè)計(jì)59-60
• 4.3 控制電路的設(shè)計(jì)60-64
• 4.3.1 MC56F8346外圍電路設(shè)計(jì)60-61
• 4.3.2 電壓電流的檢測電路61-63
• 4.3.3 故障保護(hù)電路63-64
• 4.3.4 輔助電源的設(shè)計(jì)64
• 4.4 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)64-67
• 4.4.1 軟件集成開發(fā)環(huán)境64-65
• 4.4.2 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)65-66
• 4.4.3 主程序設(shè)計(jì)66
• 4.4.4 MPPT子程序設(shè)計(jì)66-67
• 4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析67-69
• 4.5.1 系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)波形67-68
• 4.5.2 系統(tǒng)離網(wǎng)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)波形68-69
• 4.6 本章小結(jié)69-70
• 第五章 總結(jié)與展望70-72
• 5.1 全文總結(jié)70-71
• 5.2 后續(xù)研究工作展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 致謝75-76
• 在學(xué)期間科研成果76

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本文編號(hào)：387625