【摘要】：隨著傳統(tǒng)化石能源枯竭與環(huán)境污染等問題的日漸嚴(yán)重,以太陽能為代表的新型可再生清潔能源引起了越來越多的重視,作為新型電源與大電網(wǎng)間的連接紐帶,并網(wǎng)逆變器的研究成為新能源并網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。傳統(tǒng)的兩級式(DC/DC+DC/AC)逆變器在能量傳遞的效率、寬范圍電壓輸入的適應(yīng)性以及逆變器的可靠性上存在不足,而新型的Z源逆變器具有單級式結(jié)構(gòu)、較好的升壓特性和允許橋臂直通等特點,較好的彌補了傳統(tǒng)逆變器的不足。為此,本文以改進(jìn)型高增益Z源逆變器作為研究對象,并應(yīng)用到光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中。本文首先介紹了傳統(tǒng)的Z源逆變器,通過對其局限性的分析,提出了一種改進(jìn)型高增益Z源逆變器,分析了新型Z源逆變器的工作原理,并通過信號流圖法和狀態(tài)空間平均法建立了其數(shù)學(xué)模型,為控制策略的研究奠定了物理基礎(chǔ)。其次,在物理模型的基礎(chǔ)上,明確了Z源并網(wǎng)逆變器的控制目標(biāo),研究了逆變器直接與間接的兩種控制方式,分析了Z源逆變器直通實現(xiàn)和并網(wǎng)控制的方法,提出了一種基于SVPWAM的PQ并網(wǎng)控制策略,實現(xiàn)單位功率因數(shù)并網(wǎng)的同時大大降低系統(tǒng)的開關(guān)頻率,并通過MATLAB軟件進(jìn)行了仿真驗證。然后,對光伏發(fā)電的最大功率點跟蹤(MPPT)技術(shù)進(jìn)行了研究,通過對光伏電池的建模,分析了光伏電池的輸出特性。通過對MPPT的工作原理以及多種MPPT方法的研究,提出了一種基于復(fù)合控制的MPPT優(yōu)化算法,結(jié)合了模糊擾動觀察法和掃描電壓限值法,可以較好的適應(yīng)常規(guī)的漸變環(huán)境和局部陰影的情況,通過MATLAB軟件進(jìn)行了驗證分析。最后,通過MATLAB軟件建立了含改進(jìn)型高增益Z源逆變器的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型,通過仿真分析,驗證了所提新型Z源逆變器結(jié)構(gòu)、并網(wǎng)控制策略以及光伏發(fā)電MPPT方法的有效性和可行性。
【圖文】：

了維持世界的持續(xù)發(fā)展，全球的焦點都匯集到了新型的綠色可再生能 所示，據(jù) REN21（21 世紀(jì)可再生能源政策網(wǎng)絡(luò)）發(fā)布的《2016 年全球狀報告》顯示，2015 年世界各國對于新型能源的投入總計 2860 億美元總計 1029 億美元，超過總投資額的三分之一。特別是對于可再生能源利用，僅在 2014 年全球可再生能源發(fā)電量就達(dá) 1700 億千瓦時，據(jù) I署）發(fā)布的《世界能源展望》預(yù)測，，到 2040 年可再生能源發(fā)電將達(dá)到 90%，而其中光伏發(fā)電的增長最為顯眼，到 2020 年，光伏發(fā)電的成本電更低，而到 2030 年，其平均成本將比新增燃煤火電和陸上風(fēng)電更有優(yōu)（可再生能源研究所）預(yù)計，到 2030 年，在總的能源結(jié)構(gòu)中，可再生超過 30%，其中光伏發(fā)電在全球總的電力供應(yīng)的比重將超過 10%，而到個比重將分別達(dá)到 50%和 20%以上，本世紀(jì)末，80%的能源消耗將由供，太陽能總的發(fā)電量也將達(dá)到全球電力供應(yīng)的 60%以上，可以說 21源變革的時代，更是太陽能的時代[4-5]。

如圖 1.2 所示，2005 年以來中國每年的新增裝機容量都在提高同比增長均在 30%以上，特別是 2009-2011 年，新增裝機容量同，從而拉近甚至趕超歐美日等傳統(tǒng)的光伏強國，2010 年以來，由機的影響，導(dǎo)致了歐洲光伏產(chǎn)業(yè)停滯不前甚至倒退，中國代替歐光伏市場之一，與美日共同主導(dǎo)新一輪的光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[6]。根據(jù)計，截止到 2017 年，全國的光伏總的發(fā)電能力高達(dá) 130.25GW，量為 53.06GW，兩項指標(biāo)均到達(dá)全球的領(lǐng)先水平。
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM464;TM615

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2609084