太阳能光伏发电并网系统研究

【摘要】：电力是保障国民经济发展的基础行业,但由于其可利用与开发的资源的分布不均和有限,近些年以来,世界各个地区出现了电能供给紧张的局面,严重制约了社会经济的发展和人民生活水平的提高。世界范围内都在不断的寻找可再生的绿色能源来解决当前的能源危机,太阳能作为最清洁的可再生能源之一,近几年国家对新能源行业越来越重视,并投入大量资金,在太阳能电池板方面取得了重大突破,通过光伏发电并入电力网,使太阳能发电成为现实。 首先,对太阳能电池的工作原理和特性进行详细阐述,如太阳能电池的种类、工作原理、等效电路、I-V输出特性等。建立具有通用性的光伏电池工程用模型,得到了太阳能电池的特性曲线。 其次,介绍了光伏发电的最大功率跟踪算法,给出了采用扰动观察法通过控制Boost电路占空比实现光伏电池最大功率跟踪的算法并仿真验证。 再次,研究了PQ控制的工作原理,在dq坐标系建立了PQ控制模型,分别介绍了软件锁相和电流控制环部分设计方法,仿真了PQ控制的运行特性,并将PQ控制应用于光伏电池进行验证。 最后,介绍了几种常见的孤岛检测方法,分析了它们的优缺点,提出了一种组合式的孤岛检测方法,能迅速、可靠地检测出孤岛现象。 【关键词】：太阳能 光伏并网 最大功率跟踪控制 PQ控制 孤岛检测
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 论文的选题背景及其意义9-11
• 1.1.1 太阳能利用的背景9-10
• 1.1.2 太阳能利用的方式10-11
• 1.2 国内外光伏发电的研究现状与发展11-12
• 1.3 光伏发电系统的分类12-15
• 1.4 光伏发电并网系统研究的关键问题15-17
• 1.4.1 光伏并网发电系统的并网标准15-16
• 1.4.2 光伏并网发电系统的输出电流控制策略16-17
• 1.4.3 光伏并网发电系统的最大功率点跟踪技术17
• 1.4.4 光伏并网发电系统的孤岛效应检测技术17
• 1.5 本文研究的主要内容17-19
• 2 太阳能电池的研究19-27
• 2.1 太阳能电池的种类19
• 2.2 太阳能电池的工作原理及建模19-23
• 2.2.1 太阳能电池的光伏效应19-20
• 2.2.2 太阳能电池的等效模型20-21
• 2.2.3 太阳能电池的建模21-23
• 2.3 太阳能电池的光伏特性23-26
• 2.3.1 太阳能电池的I-V输出特性23-24
• 2.3.2 日照强度和结温对太阳能电池输出特性的影响24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 最大功率点跟踪(MPPT)技术的研究27-37
• 3.1 最大功率点跟踪的基本原理27
• 3.2 最大功率点跟踪技术的研究现状27-28
• 3.3 最大功率点跟踪方法比较28-32
• 3.3.1 基于扰动自寻优的控制29-30
• 3.3.2 基于智能的控制30-31
• 3.3.3 基于优化模型的控制31-32
• 3.4 DC/DC电路的MPPT功能实现32-36
• 3.4.1 DC/DC电路拓扑的选取32
• 3.4.2 最大功率跟踪模型32-33
• 3.4.3 最大功率跟踪仿真分析33-36
• 3.5 本章小结36-37
• 4 光伏发电系统并网控制的研究37-46
• 4.1 PQ控制原理37-40
• 4.1.1 电流参考值计算37-38
• 4.1.2 电流控制环设计38-40
• 4.2 PQ控制模型40-41
• 4.3 仿真分析41-42
• 4.4 光伏发电并网运行仿真分析42-45
• 4.4.1 三相光伏发电并网模型42-44
• 4.4.2 三相光伏发电并网仿真分析44-45
• 4.5 本章小结45-46
• 5 孤岛检测技术和保护的研究46-56
• 5.1 孤岛效应的产生原理及危害46-47
• 5.2 孤岛检测的基本方法47-48
• 5.3 基于电压偏移和频率偏移的组合式孤岛检测法48-55
• 5.3.1 孤岛检测的理论分析48-49
• 5.3.2 孤岛检测的仿真分析49-55
• 5.4 本章小结55-56
• 6 总结56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-60

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