光伏系统的改进MPPT算法和三电平并网逆变器研究

【摘要】：随着经济的快速发展和社会的不断进步，传统石化能源已经消耗殆尽，不断向人类的可持续发展提出挑战。以太阳能为代表的新能源的发展，以其清洁无污染、可再生、分布广泛的优点，为人类提供了新的能源发展思路，正越来越得到人们的重视。 论文首先研究了光伏电池的MPPT算法，对现有的两种经典算法——电导增量法和扰动观察法进行改进。针对传统电导增量法和扰动观察法存在跟踪速度慢、在最大功率点附近震荡幅度大的问题，提出一种改进的变步长的电导增量法和一种三点比较变步长的扰动观察法，这两种方法都一定程度上克服了传统算法的缺点，并对所提出的方法进行仿真，结果表明了所提出的算法的有效性。另外，论文还针对光伏发电系统的第二个重要环节——逆变器控制策略进行了深入研究，介绍了多电平逆变器的基本工作原理，并以较为常见的NPC三电平逆变器为研究对象，阐述了SPWM技术和SVPWM算法两种控制策略的基本原理，并重点研究了SVPWM控制策略，通过对合成矢量大小扇区的判断、空间电压矢量作用时间选择及开关矢量作用顺序判断等的研究，得出有效的SVPWM控制策略。并且，论文在MATLAB/SIMUlink中建立仿真模型，进行对比仿真，其结果验证了SVPWM算法的优越性。 【关键词】：光伏发电 MPPT NPC 三电平逆变器 SPWM SVPWM
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615;TM464
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-14
• 1.1 研究背景和意义7-8
• 1.2 国内外光伏发电技术的发展8-10
• 1.3 光伏发电系统的基本类型10-12
• 1.3.1 独立光伏发电系统10-11
• 1.3.2 并网光伏发电系统11-12
• 1.3.3 互补型光伏发电系统12
• 1.4 光伏技术所面临的基本问题12-13
• 1.5 论文主要内容13-14
• 第二章 光伏电池输出特性及仿真模型14-24
• 2.1 光伏电池的原理14-15
• 2.2 光伏电池的分类15-16
• 2.2.1 单晶硅太阳能光伏电池16
• 2.2.2 非晶硅薄膜太阳能光伏电池16
• 2.2.3 多晶硅薄膜太阳能光伏电池16
• 2.3 太阳能光伏电池的特性16-19
• 2.3.1 太阳能光伏电池数学模型16-18
• 2.3.2 太阳能光伏电池的输出特性18-19
• 2.4 太阳能光伏电池的仿真模型19-23
• 2.4.1 PSIM 仿真软件介绍19-20
• 2.4.2 光伏电池仿真模型20-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 MPPT 算法研究24-46
• 3.1 MPPT 算法的基本原理24
• 3.2 常用的 MPPT 算法24-29
• 3.2.1 恒定电压法25
• 3.2.2 电导增量法25-27
• 3.2.3 扰动观察法27-28
• 3.2.4 间歇扫描法28-29
• 3.2.5 其它 MPPT 算法29
• 3.3 电导增量法的改进算法研究29-36
• 3.3.1 改进算法的基本思想29-31
• 3.3.2 改进前后的电导增量法的仿真对比研究31-36
• 3.3.3 结论36
• 3.4 扰动观察法的改进算法研究36-45
• 3.4.1 改进算法的基本思想36-38
• 3.4.2 两种扰动观察法仿真对比研究38-45
• 3.4.3 结论45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 NPC 型三电平逆变器控制策略研究与仿真46-70
• 4.1 二极管箝位式三电平逆变器的工作原理46-48
• 4.2 三电平逆变器开关数学模型48-50
• 4.3 SPWM 调制技术50-51
• 4.4 三电平逆变器 SVPWM 控制策略51-58
• 4.4.1 三电平逆变器空间矢量分析51-54
• 4.4.2 逆变器空间矢量控制54-58
• 4.5 仿真研究58-69
• 4.5.1 三电平 SPWM 调制技术在 MATLAB 中建模58-62
• 4.5.2 三电平 SVPWM 在 MATLAB 中建模62-68
• 4.5.3 仿真结果对比研究68-69
• 4.6 本章小结69-70
• 第五章 总结与展望70-72
• 5.1 总结70-71
• 5.2 展望71-72
• 参考文献72-75
• 个人简历75-76
• 致谢76

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