【摘要】：隨著能源環(huán)境危機的不斷加劇,可再生的太陽能日益顯得重要。光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽能利用的最主要形式。迄今為止,人們對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進行了廣泛的研究,但仍有多問題未能得到很好的解決。因此對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的研究具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文對遮蔭條件下的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進行了深入的研究,重點研究了光伏電池的最大功率跟蹤、拓撲結構及其控制策略、系統(tǒng)軟硬件設計等三個方面的問題,主要研究工作包括： 1.深入分析了現(xiàn)有多峰值MPPT算法的特點,建立了遮蔭條件下光伏陣列的數(shù)學模型,基于該模型,獲得了其輸出特性,通過研究輸出特性,提出基于梯度法和擾動觀察法的多峰值MPPT算法,給出算法的實現(xiàn)過程并進行了仿真實驗驗證。 2.深入分析了常用并網(wǎng)逆變器的拓撲結構及其控制策略的特點和遮蔭條件下光伏陣列輸出特性,確定了“Boost變換器+全橋逆變器”兩級主電路拓撲結構和并網(wǎng)電流的雙閉環(huán)PI控制策略,并通過MATLAB對系統(tǒng)進行了仿真。仿真結果驗證了控制策略的可行性。 3.完成并網(wǎng)系統(tǒng)的硬件和軟件的設計。硬件的設計包括BOOST電路、三相逆變電路、DSP控制電路、電源電路、電壓電流采樣電路、過零比較電路、隔離限幅電路等的設計和制作。軟件主要包括系統(tǒng)主程序、初始化子程序、MPPT控制程序、鎖相控制程序、中斷子程序、ADC控制子程序、SPWM控制子程序。 4.搭建了3kW系統(tǒng)實驗平臺。對系統(tǒng)在無遮蔭和遮蔭兩個情況進行了實驗,測試了控制器和并網(wǎng)逆變器輸出波形。實驗結果表明,系統(tǒng)能快速的跟蹤光伏電池的最大功率點；快速鎖定輸出符合并網(wǎng)條件的交流電,有效維持母線電壓的穩(wěn)定；具有很好的對環(huán)境突變的抗干擾能力。
【圖文】：

由于單體光伏電池發(fā)出的功率大多是幾百瓦，為了滿足實際應用的需要就必須把許多個太陽能電池串聯(lián)或并聯(lián)起來組成光伏陣列，得到大功率的光伏發(fā)電系統(tǒng)。當光伏陣列處在被局部遮蔭的情況時，光伏陣列的輸出特性曲線將呈現(xiàn)多個局部峰值點，有可能使得單峰值的MPPT算法失效。在此情況下為了提高光伏陣列的效率，，就必須采取措施盡量提高其工作效率。2.1光伏電池的輸出特性2. 1. 1光伏電池工作原理太陽能光伏電池利用的光電材料主要有單晶娃、多晶桂、砷化鎵、非晶娃、硒銦銅等半導體材料，它們的光電轉換原理都是光電效應，也就是光生伏打效應。當光電材料被太陽照射時，光電子被激發(fā)產(chǎn)生電流。如圖2-1所示，形象地描繪了在太陽的照射下光伏電池單元是如何產(chǎn)生電能。

當光伏電池外部接負載后，光生電流從P區(qū)（正極）流出，經(jīng)過負載流向N區(qū)（負極），那么負載就獲得了功率。如下圖2-3所示為光伏電池功率輸出示意圖。命々^ ^ IPN結 isifiifS |o~ 圖2-3光伏電池的功率輸出7
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM914.4

【參考文獻】

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本文編號：2559199