發(fā)布時(shí)間：2017-11-02 15:10

  本文關(guān)鍵詞：小功率光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT及并網(wǎng)逆變器控制方法研究

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【摘要】：隨著常規(guī)能源短缺和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重,太陽能以其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)受到人們的廣泛關(guān)注。光伏并網(wǎng)發(fā)電作為利用太陽能的主要途徑之一,迅速成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的最大功率點(diǎn)跟蹤和并網(wǎng)逆變器控制兩大關(guān)鍵性問題進(jìn)行深入研究,旨在提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化效率和穩(wěn)定性,改善光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的輸出電能質(zhì)量。首先,系統(tǒng)介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類和組成結(jié)構(gòu),指出光伏陣列和光伏并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的兩個(gè)重要組成部件;詳細(xì)介紹了光伏電池的工作原理及數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而分析其輸出特性;針對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器常見的分類及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,探討它們的工作原理;分析兩種光伏發(fā)電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和基本原理,并且對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較,從而本文采用兩級(jí)式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其次,分析了光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤的基本原理,重點(diǎn)探討了兩種常用的光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)傳統(tǒng)MPPT控制算法的不足之處,提出基于人工魚群算法的MPPT控制方法,將人工魚群算法應(yīng)用到光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的前級(jí)MPPT控制當(dāng)中,選取PWM占空比作為人工魚個(gè)體,通過模擬人工魚的聚群和追尾等行為來尋求功率最優(yōu)值,并且和傳統(tǒng)MPPT控制方法 PO進(jìn)行比較。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法能夠穩(wěn)定、高效地追蹤光伏陣列的最大功率點(diǎn),實(shí)現(xiàn)能源最大化利用。最后,分析了光伏并網(wǎng)逆變器的控制方式,闡述了其控制目標(biāo)及并網(wǎng)要求,探討了兩種模式的輸出電流控制方法,針對(duì)光伏逆變器并網(wǎng)輸出存在的電能質(zhì)量問題,在傳統(tǒng)的PI基礎(chǔ)上,提出基于迭代比例積分的并網(wǎng)逆變器輸出電流控制方法,采用時(shí)間乘絕對(duì)誤差積分準(zhǔn)則作為目標(biāo)函數(shù),推導(dǎo)出并網(wǎng)逆變器輸出電流的迭代比例積分表達(dá)式及傳遞函數(shù)。并通過實(shí)時(shí)設(shè)定控制器的最佳比例積分參數(shù)來提高逆變器的控制精度和速度,改善輸出電流質(zhì)量。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法計(jì)算簡(jiǎn)單,能有效使得并網(wǎng)逆變器輸出與電網(wǎng)同頻同相的正弦波電流。
【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電系統(tǒng) MPPT 并網(wǎng)逆變器 人工魚群算法 迭代比例積分
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM615;TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 光伏發(fā)電研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 光伏逆變器研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT及并網(wǎng)逆變器控制綜述16-18
• 1.3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT綜述16-17
• 1.3.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器控制方法綜述17-18
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第二章 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)組成和基本原理20-33
• 2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的簡(jiǎn)介20-22
• 2.2 光伏電池的原理及特性22-27
• 2.2.1 光伏電池工作原理22-23
• 2.2.2 光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型23-24
• 2.2.3 光伏電池輸出特性24-27
• 2.3 光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)27-30
• 2.3.1 隔離型并網(wǎng)逆變器27-28
• 2.3.2 非隔離型并網(wǎng)逆變器28-30
• 2.4 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及原理30-32
• 2.4.1 單級(jí)式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)30-31
• 2.4.2 兩級(jí)式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT的人工魚群控制方法33-52
• 3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT的基本原理33-36
• 3.2 傳統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT方法36-41
• 3.2.1 擾動(dòng)觀察法36-38
• 3.2.2 電導(dǎo)增量法38-41
• 3.3 基于人工魚群算法的MPPT方法41-45
• 3.3.1 人工魚群算法41-42
• 3.3.2 基于人工魚群算法的MPPT控制方法42-45
• 3.4 仿真與實(shí)驗(yàn)45-51
• 3.4.1 仿真分析45-49
• 3.4.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證49-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第四章 光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器控制方法52-65
• 4.1 光伏并網(wǎng)逆變器的控制方式52-53
• 4.2 光伏并網(wǎng)逆變器的控制目標(biāo)53-54
• 4.3 基于迭代比例積分的逆變器輸出電流控制方法54-57
• 4.3.1 輸出電流控制模式54-55
• 4.3.2 迭代比例積分算法55-56
• 4.3.3 迭代比例積分控制器56-57
• 4.4 仿真及實(shí)驗(yàn)57-64
• 4.4.1 仿真分析57-61
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證61-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第五章 總結(jié)與工作展望65-67
• 5.1 全文總結(jié)65-66
• 5.2 工作展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果71-73
• 致謝73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1132062