基于MPPT的离网光伏发电系统的设计

【摘要】：随着电力电子功率器件及变换器拓扑结构的不断完善、世界能源危机的出现、新能源发电的理念日益被大众所接受，光伏发电技术在近几年得到了长促的发展。本论文就是在这个背景下，结合实际应用，在理论分析的基础上，对离网光伏控制逆变器进行了设计。 本论文的主要工作如下： 1、分析了光伏发电的现状及前景，光伏发电系统的现状及发展趋势，以及离网光伏发电系统的一般结构。 2、分析了光伏组件的输出特性，并介绍了实现MPPT算法的必要性，总结了磷酸铁锂电池特性及优缺点。 3、讨论了离网光伏发电系统中控制逆变器的各模块电路的拓扑结构及其控制策略。包括同步Buck变换器、有源钳位推挽变换器及全桥电路，从原理上论证了论文设计的发电系统的可行性。 4、依据理论研究，设计了一台500VA离网光伏发电系统，对系统的硬件电路和软件实现做了详细的分析。 5、对样机进行了测试分析，结果表明满足设计要求。 【关键词】：MPPT 光伏发电 控制 逆变
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致谢7-12
• 第一章 绪论12-16
• 1.1 光伏产业的现状12-14
• 1.1.1 光伏发电的现状12-13
• 1.1.2 光伏发电系统应用的现状13-14
• 1.2 光伏控制逆变器的应用14-15
• 1.3 论文的主要内容15-16
• 第二章 离网光伏发电系统简介16-31
• 2.1 离网光伏系统的总体结构16-17
• 2.2 太阳能电池发电原理及应用策略17-19
• 2.2.1 太阳能发电原理及数学模型17-18
• 2.2.2 光伏电池的最大功率点跟踪（MPPT）简介18-19
• 2.3 储能系统的构成19-22
• 2.3.1 磷酸铁锂电池与铅酸电池的对比19-21
• 2.3.2 磷酸铁锂电池的充放电特性21-22
• 2.4 光伏充电控制部分的结构22-25
• 2.4.1 DC/DC 变换器的拓扑结构归类22-25
• 2.4.2 同步 Buck 变换器结构及特点25
• 2.5 逆变部分的结构25-30
• 2.5.1 推挽（Push-Pull）升压电路26-28
• 2.5.2 全桥（Full-Bridge）逆变部分28-30
• 本章小结30-31
• 第三章 离网光伏发电系统控制策略31-38
• 3.1 光伏充电控制电路控制策略31-33
• 3.2 有源钳位推挽变换器控制策略33-35
• 3.3 全桥逆变控制策略35-37
• 本章小结37-38
• 第四章 离网光伏发电系统总体设计38-50
• 4.1 微处理器简介38
• 4.2 同步 Buck 变换器电路及软件实现38-42
• 4.2.1 同步 Buck 主电路的实现38-39
• 4.2.2 同步 Buck 变换器主功率器件驱动39-41
• 4.2.3 同步 Buck 变换器软件实现41-42
• 4.3 有源钳位推挽升压电路及软件实现42-44
• 4.3.1 有源钳位推挽升压主电路42
• 4.3.2 推挽升压主功率器件驱动42-43
• 4.3.3 有源钳位推挽升压软件实现43-44
• 4.4 全桥逆变电路及驱动44-46
• 4.4.1 全桥逆变主电路44-45
• 4.4.2 全桥逆变驱动电路45
• 4.4.3 全桥逆变的软件实现45-46
• 4.5 采样电路46-49
• 本章小结49-50
• 第五章 实验结果分析50-54
• 本章小结53-54
• 第六章 总结与展望54-56
• 6.1 总结54
• 6.2 展望54-56
• 参考文献56-59
• 攻读硕士学位期间发表的论文59-60
• 附录60-62

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