基于Matlab的光伏发电系统仿真研究

【摘要】：为了应对出现在现在社会发展中的能源危机和环境污染严重的重大问题，全球越来越重视清洁型新能源的研发。其中太阳能因其资源丰富、环保等优点，已经成为当今全球各国研究新能源的主要方向。并网光伏发电是开发利用太阳能的有效途径，而国内对于并网光伏发电系统的仿真研究才刚刚开始。研究与开发并网光伏发电系统的仿真模型，分析并网光伏发电站和电网之间的相互作用关系，对以后并网光伏发电系统的建设具有重要意义。 本文主要从下面几方面对并网光伏发电系统仿真进行深入研究： (1)建立了光伏电池的数学模型。通过对太阳能电池的工作机理、输出电压电流特性以及影响因素的分析与研究，获得光伏电池数学模型和在不同光照强度下最大功率点的变化规律。 (2)设计了并网逆变器的控制策略。通过分析并网逆变器控制的结构、原理，建立了数学模型，同时进行了重复控制器的设计和谐波检测,通过以上工作，完成了整个并网逆变器的控制策略的设计。 (3)研制了新型最大功率跟踪的算法。以现有最大功率跟踪方法为支撑，改进了算法步长固定的问题，研制了新型变步长最大功率跟踪法。 (4)进行具体的仿真实验与结果分析。利用实验室现有的实验条件，对太阳能电池和光伏并网系统进行了测试分析，从而验证了所设计的控制策略和算法的合理性。 【关键词】：并网光伏发电 最大功率跟踪 控制策略 光伏电池
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 国内外发展状况11-13
• 1.2.1 光伏发电历史概况11
• 1.2.2 国内外对光伏产业的长期规划11-13
• 1.3 论文主要研究内容13-14
• 第二章 光伏发电系统概述14-25
• 2.1 光伏发电系统的基本结构14-16
• 2.2 光伏发电系统的分类16-18
• 2.3 光伏发电特性18-19
• 2.4 常见最大功率跟踪算法19-24
• 2.4.1 扰动观察法19-21
• 2.4.2 电导增量法21-22
• 2.4.3 爬山法22-23
• 2.4.4 其他跟踪方法23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 光伏发电系统数学模型25-33
• 3.1 太阳能电池数学模型25-30
• 3.1.1 太阳能电池基本概念及种类25-27
• 3.1.2 太阳能电池工作原理27
• 3.1.3 太阳能电池输出影响因素27-30
• 3.1.4 太阳能电池等效数学模型30
• 3.2 光伏并网系统数学模型30-32
• 3.2.1 单级式的光伏并网系统31
• 3.2.2 多级式的光伏并网系统31
• 3.2.3 光伏并网系统数学模型31-32
• 3.3 本章小结32-33
• 第四章 光伏发电系统控制策略33-43
• 4.1 并网逆变器电压控制策略33-38
• 4.1.1 控制方案原理33-34
• 4.1.2 电压源型逆变器数学模型34-35
• 4.1.3 重复控制原理及相关参数设计35-37
• 4.1.4 谐波检测算法37-38
• 4.2 最大功率跟踪（MPPT）策略38-42
• 4.2.1 一种新型变步长最大功率跟踪算法示意图38-40
• 4.2.2 变步长最大功率跟踪算法软件流程图40-41
• 4.2.3 新型变步长 MPPT 算法优点41-42
• 4.3 本章小结42-43
• 第五章 仿真实验与分析43-51
• 5.1 实验的条件43-46
• 5.1.1 太阳能电池型号参数43-45
• 5.1.2 太阳能光伏发电测试系统45-46
• 5.2 实验结果46-50
• 5.2.1 最大功率跟踪（MPPT）仿真46-48
• 5.2.2 光伏发电并网仿真48-50
• 5.3 本章小结50-51
• 第六章 总结与展望51-53
• 6.1 本文工作总结51
• 6.2 后续工作展望51-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-57
• 附录57-61
• 攻读硕士期间参加的课题与发表的论文61

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

重庆地区建筑一体化太阳能发电系统经济性浅析    李卫平;王维俊;

基于改进MPPT算法的光伏发电最大功率跟踪系统    何薇薇;熊宇;杨金明;黄焯兴;

基于Matlab的光伏并网系统仿真研究    管晓磊;徐颖;

基于神经网络的光伏发电最大功率点跟踪算法    苏海滨;卞晶晶;刘强;卜自珍;

中国太阳能产业发展现状    王焕林;

基于RTDS太阳能电池建模及最大功率点跟踪控制    任立平;董兴绿;于跃海;胡云;

太阳能光伏电站入网方式探讨    叶漫红;林日明;蔡文;

加快我国太阳能产业发展    王万新;

三相四线制系统任意次谐波电流的检测新方法    杨柳,刘会金,陈允平

一种新型的快速电流检测方法的研究    李红雨,吴隆辉,卓放,雷万钧,王兆安

基于i_p-i_q变换的三相四线制系统任意次谐波电流检测及其在LabVIEW平台上的实现    徐会亮;叶辉;郑一平;李张秀;窦海妮;

DSTATCOM在三相电压不对称下一种新的补偿电流方法    孙运全;尹强;盛吉;潘文婷;

基于3D-SVPWM的APF控制策略研究    周睿;孔令军;张迎;

并联型有源电力滤波器单次谐波补偿策略研究    张国荣;刘元岗;陈林;邵竹星;

基于DFT的无锁相环三相有功电流实时检测方法    郝晓光;周文;郁琳;徐永海;

有源T型桥基波抑制电路研究与设计    张耀;黄忠慧;

有源电力滤波器谐波及无功电流检测的不必要性(一)    王广柱;

FBD算法电流检测的滞后误差建模    丁祖军;郑建勇;胡敏强;袁兆祥;

基于PCH模型的有源电力滤波器滑动耗散阻尼限幅自适应L_2增益控制    张振环;刘会金;张全明;李琼林;

无锁相环单相无功谐波电流实时检测方法    周福林;李群湛;解绍峰;郭成;

低通滤波器在串联型有源电力滤波器中的设计研究    李亚峰;

煤矿电网谐波的治理方法    王崇林;李钢;

不同容量微源逆变器并联功率鲁棒控制研究    吕志鹏;罗安;

基于改进半桥拓扑的新型有源滤波器    王志辉;金毅;李梦南;陈仲;

电网谐波背景下并网逆变器的PRI控制方法    林辉品;王鹿军;吕征宇;

并联型有源电力滤波器谐波检测及控制技术研究    谢斌

逆变器并联系统若干关键问题研究    汪洪亮

基于分频控制的并联型APF关键技术研究    张树全

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

高稳定度平顶长脉冲强磁场电源系统的研究    刘威葳

配电网静止同步补偿器（D-STATCOM）的理论与技术研究    唐杰

全补偿消弧线圈及其控制方法的研究    曲轶龙

电压型变换器抛物线法电流控制技术研究    王广柱

并联有源电力滤波器工程应用关键技术的研究    鞠建永

广义无功补偿装置的关键技术研究    李二霞

中国太阳能产业发展政策现状、问题与对策    孙妍

基于DSP的有源电力滤波器控制的研究与设计    王雅静

有源电力滤波器的研究    周凯杰

基于瞬时无功理论的STATCOM电流检测方法与控制技术研究    翁海霞

离网型风光互补发电系统控制器    董永林

软开关技术在D-STATCOM主电路中的应用研究    冯文龙

新疆地区既有居住建筑的节能改造策略研究    孙孝文

基于自适应模糊控制的并网逆变器控制策略分析与研究    杜佳妮

分布式发电系统并网及切换控制技术    周彦

重庆太阳辐射浅析    王世珍;

我国太阳能开发利用现状及建议    庄逸峰;贾正源;

光伏电源最大功率点跟踪控制方法研究    雷元超,陈春根,沈骏,黄跃杰,陈国呈

一种先进的电网谐波检测方法    蒋平,邓俊雄,曹莹

电能质量及其控制技术的研究进展    肖国春,刘进军,王兆安

逆变型分布式电源控制系统的设计    王志群,朱守真,周双喜

谐波电流的提取方法比较    叶忠明,董伯藩,钱照明

基于广义d_k-q_k旋转坐标变换的谐波电流检测方法    张波,易颂文,何晓敏

基于BP神经网络的PID控制器的仿真研究    王首彬;

无锁相环d-q谐波电流检测法的实现    戴列峰,蒋平,田大强

单相光伏并网逆变器的研制    张凌

基于电压控制模式的PV系统并网技术    吴浩伟

光伏并网发电系统中最大功率跟踪控制方法的研究    安海云