發(fā)布時間：2020-05-11 23:14

【摘要】： 本文主要研究了一種新型的中大功率光伏陣列模擬器。 首先介紹了太陽能的開發(fā)和利用，簡單介紹了光伏系統(tǒng)及光伏陣列，并在此基礎(chǔ)上介紹了課題研究的背景意義以及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。隨后本文詳細(xì)介紹了太陽能電池的工作原理，給出了其等效電路模型，分析了光伏陣列的I-V，P-V輸出特性，及外界因素對輸出特性的影響，建立了數(shù)學(xué)模型，并在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上構(gòu)建了其仿真模型，為之后模擬器的研究奠定了基礎(chǔ)。接著文章介紹了該模擬器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理，并在傳統(tǒng)模擬器跟蹤負(fù)載工作點原理的基礎(chǔ)上，做了出兩點改進，提出了一種新的負(fù)載工作點跟蹤辦法。該辦法避免使用復(fù)雜的算法，兼顧了工作性能和成本，并且能實時反映外界因素對光伏陣列的影響。 根據(jù)光伏陣列模擬器的要求，選擇了半橋變換器作為主功率拓?fù)�，并對其工作原理進行了分析，給出了詳盡的硬件設(shè)計。在兩點改進的思路下，設(shè)計了一種新的電路，該電路可以周期性的從零到最大歷遍太陽能電池輸出電壓和電流上的每個點，并通過采樣比較模塊提供功率電路跟隨的參考點。在此基礎(chǔ)上，給出了濾波電路，驅(qū)動保護電路，后級DC／DC電路等的設(shè)計。最后詳細(xì)推導(dǎo)了功率電路的小信號模型，設(shè)計了其控制回路。 本文通過一個開路電壓200V，短路電流7A，最大功率點功率1kW的光伏陣列模擬器樣機驗證了理論分析，并給出了模擬器在不同靜態(tài)工作點和動態(tài)工作點的波形。實驗證明該模擬器的靜態(tài)工作點與所模擬的樣品太陽能電池的輸出特性相吻合，并能夠動態(tài)模擬負(fù)載小范圍變化的工作情況。
【圖文】：

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文相并網(wǎng)和三相并網(wǎng)。光伏系統(tǒng)構(gòu)成框圖構(gòu)成如圖1一1所示l’2]。太太陽能電池板板板板板板板板板板板板板 板板板板板板 DDDDDDD口 DCCCCC蓄電池池 池直流負(fù)載載 控控制器器 器逆變器器 器交流負(fù)載載圖1一1(a)光伏系統(tǒng)獨立運行結(jié)構(gòu)框圖電電電電電電電電 電電電電電 電電網(wǎng)網(wǎng) 太太陽能電池板板板板板板 板逆變器器 器 器 DDDDDDDQDCCCCCCCCCCCCCCC交交交交交交 交交流負(fù)載載...控制器 器 器器器器器器圖1一1(b)光伏系統(tǒng)并網(wǎng)運行結(jié)構(gòu)框圖1.2.2光伏陣列光伏陣列是將太陽能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，是光伏系統(tǒng)的重要組成部分，是光伏系統(tǒng)中能量提供部分，如圖1一2所示。它決定了光伏系統(tǒng)的發(fā)電量，合理選擇光伏陣列的構(gòu)成和配置，研究光伏陣列的特性等成了光伏發(fā)電系統(tǒng)的重中之重。從理論上講，光伏陣列是由若干個太陽電池組件經(jīng)過串，并聯(lián)組成，發(fā)電量是這些電池發(fā)電量的組合。但是光伏陣列的實際發(fā)電量卻大大低于理論設(shè)計，內(nèi)部原因就在于單塊電池的連接引起的陣列的組合效率損失，單塊電池?fù)p壞造成的電壓不均衡等，外界環(huán)境因素則包括陣列的高度

2.1太陽能電池簡介太陽能電池單體是一種能夠?qū)⑻柟庵械妮椛淠芰哭D(zhuǎn)換為電能的半導(dǎo)體裝置。它是由多個P加結(jié)串聯(lián)組成的，其轉(zhuǎn)換效率一般為百分之十到百分之二十左右。常規(guī)太陽電池大多由一個P型底座及N型薄層的P洶結(jié)所構(gòu)成，并且在其背面有一層平整的金屬將這種光伏元件與負(fù)載連接1261。太陽能電池單體是用于光電轉(zhuǎn)換的最小單位，輸出電壓很小，輸出電流也很小，一般不能單獨作為電源使用，如圖1(a)所示。一般廠家需要將電池單體進行串并聯(lián)并封裝后，構(gòu)成太陽能電池組件，就可以構(gòu)成單獨作為電源使用的最小單位。單個太陽能電池組件的輸出電壓一般在10V一20V之間，可以為蓄電池充電，，應(yīng)用在各個領(lǐng)域和系統(tǒng)中，如圖1(b)所示。由于單個的光伏電池組件的輸出功率有限，實際的大功率光伏系統(tǒng)中，需要將電池用導(dǎo)線以串并聯(lián)的形式連成陣列，來產(chǎn)生實際的功率，就構(gòu)成了太陽能電池的方陣，或者光伏陣列16，27]，如圖1(c)所示。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TP337

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 馮玉;周林;傅望;郭珂;劉強;;光伏陣列模擬器綜述[J];電氣傳動;2011年11期

2 陳亞愛;師宇騰;閆德剛;周京華;;太陽能光伏陣列模擬器綜述[J];電源技術(shù);2012年02期

3 孔令志;張國偉;李寧寧;;基于MPPT算法的光伏模擬微源實現(xiàn)方法研究[J];華東電力;2011年09期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 張琪祁;大型光伏電站接入電網(wǎng)的技術(shù)和特性研究[D];浙江大學(xué);2011年

2 傅望;數(shù)字式光伏陣列模擬器研究[D];重慶大學(xué);2011年

3 李大生;可編程電源及負(fù)載模擬裝置[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

4 師宇騰;太陽能光伏陣列模擬器的研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2012年

本文編號：2659217