3 kW分布式光伏发电并网系统的设计及综合效益分析

【摘要】：随着全球能源危机和节能减排战略的推进,发展太阳能、风能等可再生的清洁能源已成为社会发展的必然趋势。太阳能是一种新型的绿色可再生能源,具有储量大、经济性、清洁环保等优点。所以,人们越来越关注太阳能的利用,同时太阳能光伏发电技术也成为人们关注的焦点。光伏发电系统凭借环保、低噪声、适用范围广等特点而备受青睐,而分布式光伏发电以其独特的优势,已成为新能源应用的主要方式,国家也在积极施行推进分布式发展的政策。本文通过对分布式光伏发电的意义及发展现状的了解,分析了光伏发电的优势,确定了论文的研究内容,设计了3 kW屋顶光伏发电并网系统,此系统位于山东省泰安市岱岳区。文章介绍了居民分布式光伏发电系统的各部件选型及整体设计,其中光伏发电系统最重要的部分是光伏组件和逆变器。本文根据选用的太阳能电池板参数和物理模型在MATLAB中进行SIMUlink仿真,分析太阳能电池的输出特性,太阳能电池的输出特性受外界环境因素如光照、温度的影响,但光伏电池都有唯一的最大功率点,为了跟踪太阳能电池的最大功率点,提高太阳能电池的利用率,往往在逆变器的变换电路中研究最大功率点跟踪。本文研究了应用于中小功率的并网逆变器,根据家庭负荷和发电容量,选用了某公司的高频隔离并网逆变器,该逆变器采用了多级拓扑结构。本文对选用的逆变器进行了参数设计,对DC/AC逆变电路的控制策略进行理论分析,并根据理论对PI控制和准PR控制进行仿真分析,得出准PR控制的输出电流更接近并网要求。同时,由于能源和环境现状,国家对分布式光伏发电的扶持,居民分布式必将得到推广,对社会发展具有深远影响,本文分别从经济效益、技术效益、社会效益和环境效益四个方面来评价分布式光伏发电的综合效益。 【关键词】：分布式光伏发电 并网运行 高频隔离并网逆变器 综合效益分析
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 中文摘要6-7
• Abstract7-9
• 1 引言9-13
• 1.1 课题研究的背景和意义9
• 1.2 分布式光伏发电概述及国内外研究现状9-11
• 1.2.1 分布式光伏发电概述9-10
• 1.2.2 国外分布式光伏发电并网研究现状10
• 1.2.3 国内分布式光伏发电并网研究现状10-11
• 1.3 论文主要的研究内容11
• 1.4 论文的组织结构11
• 1.5 研究的创新点11-12
• 1.6 本章小结12-13
• 2 分布式光伏发电系统13-20
• 2.1 分布式光伏发电系统的组成13
• 2.2 分布式光伏发电的优势13-14
• 2.3 分布式并网光伏发电系统14-16
• 2.4 并网逆变器的系统概述16-17
• 2.4.1 并网逆变器的分类16-17
• 2.4.2 并网逆变器的功能17
• 2.5 并网逆变器的控制方式17-19
• 2.6 本章小结19-20
• 3 分布式光伏发电并网系统的设计20-33
• 3.1 光伏组件的选型20-21
• 3.2 光伏组件的建模仿真21-27
• 3.2.1 光伏组件的输出特性21-27
• 3.2.2 最大功率点跟踪27
• 3.3 光伏组件的串并联设计27-28
• 3.4 光伏组件的安装倾角28-30
• 3.5 光伏电缆30-31
• 3.6 交直流断路器31
• 3.7 双向计量表31-32
• 3.8 本章小结32-33
• 4 高频隔离并网逆变器33-52
• 4.1 Buck变换器33-35
• 4.2 移相开关选型35-36
• 4.3 高频变压器相关参数设计36-39
• 4.3.1 选择磁芯材料37
• 4.3.2 变压器磁芯结构37
• 4.3.3 变压器相关参数设计37-39
• 4.4 DC/AC逆变电路39-49
• 4.4.1 DC/AC逆变电路的工作原理39-40
• 4.4.2 并网逆变器的控制策略40-45
• 4.4.3 并网逆变电路的仿真45-49
• 4.5 并网逆变器的工作状态49-51
• 4.6 本章小结51-52
• 5 项目的综合效益评价52-57
• 5.1 经济效益评价53-54
• 5.2 技术效益评价54
• 5.3 社会效益评价54-55
• 5.4 环境效益评价55-56
• 5.5 本章总结56-57
• 6 文章总结和展望57-58
• 6.1 文章总结57
• 6.2 展望57-58
• 参考文献58-60
• 致谢60-61
• 硕士期间发表论文情况61

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