本文關(guān)鍵詞：光伏陣列的模型仿真及其均衡補(bǔ)償，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著能源的緊缺以及環(huán)境問題的日益嚴(yán)重,光伏發(fā)電技術(shù)作為清潔能源太陽能的重要利用方式,為了使其能夠在盡快的時間內(nèi)代替化石能源成為主要的發(fā)電方式,關(guān)于光伏發(fā)電技術(shù)的各方面的學(xué)術(shù)研究都在不斷進(jìn)步擴(kuò)展。本文的研究內(nèi)容的重點(diǎn)在于光伏陣列的模型仿真及提高其能量的輸出效率。雖然光伏陣列已經(jīng)可以由一個獨(dú)立的數(shù)學(xué)表達(dá)式建立其數(shù)學(xué)模型,這種建模方式適用于研究重點(diǎn)并非發(fā)電單元的光伏發(fā)電技術(shù)研究內(nèi)容,但是若要通過研究光伏陣列的輸出特性來提高發(fā)電效率,就需要將光伏陣列的模型細(xì)化到其組成單元光伏組件。因此,本文選用了適合工程仿真的光伏組件的數(shù)學(xué)模型,并且在當(dāng)下常用三種電力電子電路仿真軟件PSpice. MATLAB和PSIM搭建了相應(yīng)的仿真模型,以能夠通過串并聯(lián)光伏組件的仿真模型來構(gòu)建光伏陣列,從而最大程度上模擬實(shí)際光伏陣列的輸出特性。在實(shí)際環(huán)境中光伏陣列不可避免地會遇到局部遮蔽情況,局部遮蔽給光伏陣列帶來的最直接的影響就是功率輸出的降低,使整個光伏陣列的效率大幅下降。目前改善這種負(fù)面影響的第一種方法便是采用適用于局部遮蔽情況的最大功率點(diǎn)跟蹤方法,本文選用了其中一種原理簡單、可行性強(qiáng)的新方法進(jìn)行介紹。雖然MPPT方法可以較為有效地改善局部遮蔽引起的效率下降問題,但仍然存在著操作性復(fù)雜的缺點(diǎn)。局部遮蔽現(xiàn)象的出現(xiàn)是造成光伏陣列輸出效率顯著下降的根本原因,但被遮蔽的光伏組件所發(fā)功率被完全浪費(fèi)是其直接原因。因此,學(xué)術(shù)界提出了另一種提高光伏陣列效率的方法即均衡補(bǔ)償,將被遮蔽的光伏組件的電壓補(bǔ)償?shù)脚c未被遮蔽的光伏組件的電壓一致是其工作原理。本文選用了一種堆疊式SEPIC變換器作為電壓均衡器的補(bǔ)償方法,并分析了其工作原理和控制方式,另外通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：光伏陣列 局部遮蔽 均衡補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-15
• 1.1 課題研究的背景與意義7-9
• 1.1.1 光伏發(fā)電技術(shù)的興起與介紹7-8
• 1.1.2 國內(nèi)外光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀8-9
• 1.1.3 最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)的研究現(xiàn)狀9
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)9-11
• 1.2.1 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成9-10
• 1.2.2 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成10-11
• 1.3 光伏電池的概述11-14
• 1.3.1 光伏電池的基本原理11-12
• 1.3.2 光伏電池的數(shù)學(xué)模型12
• 1.3.3 光伏電池的輸出特性分析12-14
• 1.4 本文的研究內(nèi)容14-15
• 第二章 光伏組件及光伏陣列的仿真15-31
• 2.1 光伏組件的數(shù)學(xué)模型15-18
• 2.2 光伏組件仿真模型的搭建18-28
• 2.2.1 光伏組件的PSpice仿真模型18-19
• 2.2.2 光伏組件的Simulink仿真模型19-25
• 2.2.3 光伏組件的PSIM仿真模型25-28
• 2.3 光伏陣列的仿真模型28-31
• 2.3.1 光伏陣列的Simulink仿真模型28-29
• 2.3.2 光伏陣列的PSIM仿真模型29-31
• 第三章 最大功率點(diǎn)跟蹤方法31-38
• 3.1 最大功率點(diǎn)跟蹤的原理31-32
• 3.2 幾種常見的最大功率點(diǎn)跟蹤方法32-36
• 3.2.1 恒定電壓法(CVT)32-33
• 3.2.2 擾動觀察法(P&O)33-34
• 3.2.3 電導(dǎo)增量法(INC)34-36
• 3.3 適用于局部遮蔽情況的MPPT方法36-38
• 第四章 光伏陣列的均衡補(bǔ)償38-57
• 4.1 光伏陣列的均衡補(bǔ)償概述38-39
• 4.2 光伏陣列均衡補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)39-45
• 4.2.1 均衡補(bǔ)償?shù)耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)39-44
• 4.2.2 均衡策略44-45
• 4.3 均衡器控制環(huán)路的設(shè)計(jì)45-57
• 4.3.1 SEPIC電路的建模45-50
• 4.3.2 控制器的設(shè)計(jì)50-57
• 第五章 光伏陣列的均衡仿真及實(shí)驗(yàn)57-63
• 5.1 光伏陣列的均衡仿真實(shí)現(xiàn)57-60
• 5.1.1 采用SEPIC變換器實(shí)現(xiàn)均衡的仿真57-58
• 5.1.2 采用堆疊SEPIC變換器實(shí)現(xiàn)均衡的仿真58-60
• 5.2 實(shí)驗(yàn)波形60-63
• 5.2.1 以SEPIC變換器為均衡電路60-62
• 5.2.2 以二堆疊SEPIC為均衡電路62
• 5.2.3 均衡電路的有效性驗(yàn)證62-63
• 第六章 結(jié)論與展望63-64
• 6.1 主要結(jié)論63
• 6.2 研究展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 在學(xué)期間的研究成果67-68
• 致謝68

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本文編號：405101