小容量单相光伏发电并网系统设计与研究

【摘要】：当代我国经济正高速发展，社会电力需求呈现快速增长态势，同时我国资源相对匮乏、传统能源导致环境污染严重，因而新能源发电技术正引起广泛关注。其中光伏发电并网系统因其具有独特优势，有望成为未来新能源应用主要方式之一。本文密切结合工程实际需要，从系统拓扑结构特性研究、主电路参数设计、单相全桥逆变单元及最大功率跟踪控制研究、系统硬软件优化设计、工程应用技术等角度，探讨了典型小容量单相光伏发电并网系统设计应用相关技术。 本文首先分析研究了光伏发电技术研究现状及小容量光伏发电并网系统的定义、特点、研究现状等。在此基础上，以基于Boost升压电路、罗氏升压电路典型系统为例，对比仿真研究了不同拓扑结构小容量单相光伏发电并网系统的差异；然后对于不同拓扑结构系统中共同的核心器件，比如光伏阵列、储能电感、直流电容，进行了相应的参数选择方法研究。这些工作都将有利于进行具体系统设计时，确定正确合理的拓扑结构及其参数。 在系统拓扑结构确定后，本文对其控制策略进行了深入研究。其一，研究了单相全桥逆变电路控制中各种传统电流控制方式优缺点；通过在电流无差拍控制中应用前后效果的仿真，深入研究了功率前馈控制的特性；在此基础上提出了一种新型前馈功率预测控制方法，并通过对比仿真印证了新型控制策略的优越性。其二，总结分析了各种经典光伏最大功率跟踪控制策略，结合所提的新型前馈功率预测控制方法，通过理论分析推理，提出了一种全新的MPPT控制思路及其相应的实现方法。 实际产品研发中，系统硬软件的设计工作至关重要。本文以信号采集与调理、系统电磁兼容设计为例，对典型小容量单相光伏发电并网系统研发时，其硬件优化设计的思路与方法进行了探讨研究；同时，从数据传输优化配置、程序算法优化选择与代码精炼、系统软件辅助保护设计三个角度，具体解析了实际产品开发中常见的系统软件优化设计方法。最后，针对实际系统开发调试中的若干具体问题，提出了切实可行的解决思路与方法。 【关键词】：小容量 光伏发电 前馈功率预测 最大功率跟踪 优化设计
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 光伏发电概论10-11
• 1.2 小容量单相光伏发电并网系统研究现状11-13
• 1.3 本文主要的研究内容13-15
• 第二章 系统拓扑分析与参数设计15-31
• 2.1 系统拓扑结构研究15-26
• 2.1.1 Boost 电路特性16-19
• 2.1.2 罗氏升压电路特性19-21
• 2.1.3 不同拓扑结构系统特性仿真研究21-26
• 2.2 典型参数设计26-29
• 2.2.1 光伏阵列设计26-27
• 2.2.2 储能电感选择27-29
• 2.2.3 直流电容选型29
• 2.3 本章小结29-31
• 第三章 控制策略研究31-48
• 3.1 单相全桥逆变控制31-42
• 3.1.1 传统电流控制方式概述32-33
• 3.1.2 有无功率前馈的电流无差拍控制仿真对比研究33-37
• 3.1.3 新型前馈功率预测控制研究37-42
• 3.2 最大功率跟踪控制研究42-47
• 3.2.1 经典 MPPT 控制方法概述42-44
• 3.2.2 新型最大功率跟踪控制策略44-47
• 3.3 本章小结47-48
• 第四章 系统优化设计与调试48-65
• 4.1 硬件优化设计方法48-55
• 4.1.1 信号采样与调理49-52
• 4.1.2 系统电磁兼容设计52-55
• 4.2 系统软件优化设计55-60
• 4.2.1 数据传输优化配置55-56
• 4.2.2 算法优化选择与代码精炼56-59
• 4.2.3 系统软件辅助保护设计59-60
• 4.3 典型系统工程调试经验总结60-64
• 4.4 本章小结64-65
• 结论65-67
• 参考文献67-72
• 致谢72-73
• 附录 攻读学位期间取得的研究成果73

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

光伏电站系统优化设计及实际设计中相关问题的处理    丁(山丁);崔容强;

最新高效率光伏逆变器拓扑结构及功率器件介绍    Michael Frisch;Ern Temesi;韩军;陈道杰;

太阳能光伏系统中的低压电网拓扑结构优化    关守平;郝立颖;

一种新型光伏发电逆变系统的研究与设计    吴春华;肖鹏;崔开涌;陈国呈;

一种新型单相光伏发电系统并网技术的实现    曹太强;许建平;徐顺刚;

一种新型光伏最大功率跟踪控制器的实现    张玉平;石新春;

单级光伏并网系统电流控制的仿真与实验研究    郑必伟;蔡逢煌;王武;苏先进;

新型单相光伏并网逆变器的研制    穆桂霞;郝瑞祥;王剑;赵志强;

光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法    董密;罗安;

光伏并网发电系统最大功率跟踪新算法及其仿真    栗秋华;周林;刘强;张凤;武剑;

太阳能光伏并网发电系统的优化设计与控制策略研究    董密

太阳能光伏发电系统的控制问题研究    熊远生

分布式光伏并网发电系统控制研究    王富卿

基于DSP控制的光伏逆变器研究    谢涛

单相数控光伏并网发电系统的研究    刘传洋

太阳能光伏并网发电系统控制研究    杨志成

2kW单相光伏并网发电系统的设计    吕文坤

单相光伏发电逆变系统研究及实现    任奇

光伏并网逆变器最大功率跟踪研究及其实现    罗佩

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

双踪太阳能光伏发电系统研究    张宝剑;高国红;

100kW风光互补电站设计    杨帮宇;

大型集中并网光伏电站硬件设计要求及安全保护    王志刚;龙维绪;崔海昱;邓菊莲;刘祖明;廖华;涂洁磊;

光伏并网发电的最大功率点跟踪算法研究    王桂英;史金玲;纪飞;王欢;

太阳能光伏模块电气特性的数学建模与仿真    戴训江;晁勤;

太阳电池的负载匹配理论与负载变换技术    王康模;陈长缨;于志刚;刘兴华;刘小冲;赵俊;

基于PSIM的光伏模块建模与电气特性仿真    刘俊杰;张新燕;

跟踪式光伏发电系统的性能分析    高亮;蔡世俊;高鹏;李果华;施正荣;朱拓;

浅析青岛太阳能光伏发电发展的方向及推广对策    楚宪峰;黄翔;王岩;焦国嵩;王建华;

谈小型离网式光伏公共照明系统在工程中应用    万宁;胡海峰;何礼;

The Sliding Mode Control Method of Grid-Connected Inverter Applied to Three-Phase Intermittent Power Supply    

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

基于学习曲线的风力、光伏发电成本分析与接入智能电网的时机、规模预测    郭晖;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

基于学习曲线的风力、光伏发电成本分析与接入智能电网的时机、规模预测    郭晖;

基于PSIM9.0的单相光伏逆变系统的仿真研究    孙冰;白树忠;郑世松;

光伏并网给定电流幅值偏移的孤岛检测方法    郑世松;孙冰;王玉斌;

含蓄电池储能的光伏并网发电系统的建模与仿真    董旭柱;雷金勇;饶宏;黄晓东;刘怡;李鹏;

基于线电流解耦算法的三相光伏并网系统    谭甲凡;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

基于并网逆变器电能质量与变换效率的若干关键技术研究    杨波

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

太阳能辅助燃煤发电系统热力特性研究    阎秦

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

中国地面太阳辐射长期变化特征及短期预报方法研究    马金玉

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

基于DSP的单级式光伏并网系统的研究    耿兴华

基于桥检车的驻车充电站系统的设计实现    杨光

基于Z源逆变器的光伏发电系统研究    王君惠

用于城市公交车的能量再利用智能控制系统的研制    谢玉录

光伏并网发电系统的MPPT及孤岛检测新方法的研究    于希洋

太阳电池及其发展方向    吕建;殷洪亮;

关于我国薄膜太阳能电池研发与产业化问题的探讨    王长贵;

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

光伏并网技术与市场——现状与发展    尹璐;赵争鸣;

光伏系统中最大功率点跟踪的研究    吴玉蓉;康勇;

智能型双轴太阳跟踪控制系统的设计    刘京诚;任松林;李敏;罗勇;杨庆峰;

BOOST变换器恒频滑模变结构控制研究与仿真    兰华;艾涛;王颢雄;

基于pq分解的瞬时无功电流与功率分析新方法    刘金华;刘永强;

两种基于瞬时功率理论的单相电路谐波电流检测方法的比较研究    李自成;孙玉坤;朱志萤;

无功补偿技术在光伏并网发电系统孤岛检测中的应用    禹华军,潘俊民

太阳电池Ⅰ-Ⅴ特性的工程模型    涂洁磊;林理彬;陈庭金;胡志华;张洪波;杨燮森;李迎军;

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究    张超

光伏并网控制方法和系统的研究    汪进进

滑模变结构控制在电力电子开关变换器中的应用    胡庆

碟式太阳能热发电跟踪机构电路优化设计和实现    郑飞

IGBT逆变桥无源无损缓冲电路的研究    冯艳虹

单级式并网型光伏发电系统用逆变器的研究    焦在强

谐振DC/DC变换器的研究    杨益平

1kW具有零电流关断功能的并网逆变器的研制    陈厚岩

独立光伏发电的自动跟踪系统    刘莫尘

三相光伏并网系统设计及其控制算法研究    王健

一类具有高频链的数字式逆变电源的研究    丁金刚

光伏发电自动跟踪系统    郭忠文

100W光伏系统的数据采集与技术评估    邓涛,沈辉,舒杰,邓幼俊

“贴”在墙上的发电机    唐黎标;

18家竞标方角逐中国最大并网光伏项目惊曝0.69元/度低价    

居民太阳能光伏发电并网引起的问题研究    张垠;

光伏并网逆变器辅助电源的设计    郭光伟;王俊峰;杨海柱;

基于TOP244G光伏辅助电源的应用    郭光伟;杨海柱;

一种太阳能游艇    何建玲;冀书香;刘彩凤;许健存;

一种新型家用光伏供电系统    钟承尧;严世胜;

太阳能开发和应用的现状    程超;孙可;王永;

未来我国并网光伏发电经济性评估    张达;张希良;吴抒;罗小虎;

光伏发电量与气象因子的关系及其预报试验简报    何明琼;陈正洪;成驰;

光伏发电出力预测系统介绍    

光伏发电温室的现状及技术前景研究    魏晓明;周长吉;丁小明;鲁少尉;曹楠;

基于气象因子的神经网络模型在光伏发电预测中的应用研究    代倩;段善旭;蔡涛;陈昌松;

铁路客站光伏发电的模式选择与计算    冯星明;汪隽;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

光伏发电——21世纪的洁净能源    姚晓梅;马鸿文;余晓艳;

基于学习曲线的风力、光伏发电成本分析与接入智能电网的时机、规模预测    郭晖;

基于学习曲线的风力、光伏发电成本分析与接入智能电网的时机、规模预测    郭晖;

10MWp光伏发电项目将落户我地区    记者 张中源

石市5个光伏发电项目通过评审    记者 乔素华

上海适合光伏发电吗    记者 周桂龙

服务光伏发电行业    记者 沈翀　刘加佳

我国光伏发电规模化应用启动在即    记者 夏祖军　韩馨仪

发展新能源光伏发电将居首位    洛阳中硅副总经理 严大洲

我国光伏发电成本逼近“火电”    于南

青海巨资补贴光伏发电引投资狂潮    CNE 记者 段贵恒 赵静

“金太阳”聚集“光”和“热”,财税优惠催生光伏发电业    本报记者 江钰铃　通讯员 周辰恩

光伏发电：进入毛票时代？    本报记者 何晓亮

分布式光伏发电微电网供能系统研究    袁建华

我国光伏发电项目规模化发展研究    殷帅

大功率光伏并网逆变系统研究    马亮

反射聚光利用太阳能的基础理论与实验研究    江守利

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

间歇式可再生能源分布式发电对配电系统的影响研究    马立克

光伏燃料电池混合发电系统控制设计与仿真研究    史君海

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

可再生能源发电并网协调策略的研究    于大洋

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

小容量单相光伏发电并网系统设计与研究    郭镥

独立光伏发电系统协调控制技术研究    刘旭圆

基于嵌入式的光伏发电并网控制器的研究    申楠

光伏发电并网逆变器的设计    刘洋

光伏发电并网关键技术及其对电网的影响研究    余涛

光伏发电并网控制及其暂态过程研究    宋代春

微电网中光伏发电动态特性研究    闫立伟

光伏电池建模及其在光伏发电预测中的应用    蒋亚娟

光伏发电站环境影响评价技术规范研究    吴菲

光伏发电状态远程监测系统设计    舒文贤