光伏阵列模拟器的设计

【摘要】：如何推广和应用新能源一直都是国家和社会重视的问题,微电网是新能源利用的最有效途径之一,为了有效地研究微电网的控制与运行,建立微电网实验室是非常必要的。光伏发电是微电网实验室中重要的发电单元。在微电网实验室中,既需要真实的光伏阵列进行光伏发电的研究,同时也需要光伏阵列模拟器,可以不受外界条件的影响,模拟各种光照和温度下的光伏电池的输出特性,实时进行微电网中多种运行方式的研究和实验。因此,光伏阵列模拟器的研究和设计具有非常重要的意义。 本文对光伏阵列模拟器进行了设计,其主要内容包括以下几个方面：(1)介绍了微电网和微电网实验室的定义和现状,阐述了光伏发电系统的分类和特点及光伏阵列的发电原理,说明光伏阵列模拟器的研究现状及其在微电网实验室中的重要性。 (2)有效的数学模型是设计光伏阵列模拟器的基础,本论文研究了光伏电池的理想数学模型和工程应用模型,包括查表法、曲线拟合法和数学计算法,考虑到各个模型的计算量和精确度,经过比较,本设计采用工程应用模型中的数学计算法,并由此得到光伏阵列的数学模型。 (3)运用LabVIEW作为软件开发平台,以PXI1117任意波形发生器作为电源,PXI8622数据采集卡作为采集电路,结合信号调理电路设计了小功率的光伏电池模拟器,并在LabVIEW软件环境下对光伏电池的输出特性进行了仿真。运用该模拟器进行了相关实验。通过改变表示光照强度、环境温度和负载的大小,验证了该模拟器的有效性。 (4)对功率为6kW、最大电压为600V、最大电流为10A的大功率光伏阵列模拟器进行了设计,其中包括了主功率电路的设计、控制回路的设计和计算程序的设计。主功率电路采用全桥DC/DC变换器的拓扑结构,通过计算求得主功率电路中的主要参数；控制回路采用单片机P89V51RD2FBC、IGBT驱动电路、信号检测电路和RS-232通信等技术进行了设计；计算程序以LabVIEW为平台,结合有效的数学模型完成的。随后进行了相关实验,说明该光伏阵列模拟器是正确的。 【关键词】：光伏阵列 模拟器 LabVIEbW 全桥DC/DC变换器
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 微电网与微电网实验室10-12
• 1.1.1 微电网概述10-11
• 1.1.2 微电网实验室11-12
• 1.2 光伏发电与光伏阵列12-16
• 1.2.1 光伏发电12-14
• 1.2.2 光伏阵列简介14-16
• 1.3 光伏阵列模拟器16-17
• 1.3.1 模拟式光伏阵列模拟器16
• 1.3.2 数字式光伏阵列模拟器16-17
• 1.3.3 光伏阵列模拟器的研究现状17
• 1.4 本课题主要工作17-20
• 第二章 光伏阵列的输出特性及其数学模型20-30
• 2.1 光伏阵列的输出特性20-22
• 2.1.1 光照强度对光伏阵列输出的影响21
• 2.1.2 环境温度对光伏阵列输出的影响21-22
• 2.2 光伏电池的数学模型22-27
• 2.2.1 光伏电池的等效电路22-23
• 2.2.2 光伏电池的数学模型23-24
• 2.2.3 光伏电池的工程数学模型24-27
• 2.3 光伏阵列的数学模型27-28
• 2.4 本章小结28-30
• 第三章 小功率光伏电池模拟器的设计30-48
• 3.1 LabVIEW环境下光伏电池的仿真30-35
• 3.1.1 LabVIEW简介30-32
• 3.1.2 基于LabVIEW的光伏电池输出特性的仿真32-35
• 3.2 基于PXI的小功率光伏电池模拟器的设计35-44
• 3.2.1 PXI简介36
• 3.2.2 硬件介绍36-40
• 3.2.3 小功率光伏电池模拟器的设计40-44
• 3.3 实验设计44-46
• 3.4 本章小结46-48
• 第四章 大功率光伏阵列模拟器的设计48-68
• 4.1 主功率电路设计48-54
• 4.1.1 主功率电路拓扑的选择48-50
• 4.1.2 全桥DC/DC变换器的原理50-52
• 4.1.3 输入整流电路的设计52-53
• 4.1.4 全桥DC/DC电路设计53-54
• 4.2 控制电路设计54-59
• 4.2.1 信号调理电路54-55
• 4.2.2 单片机P89V51RD2FBC的特性55-56
• 4.2.3 IGBT驱动电路56-57
• 4.2.4 RS232串口通讯设计57-59
• 4.3 光伏曲线生成程序设计59-61
• 4.4 实验设计61-66
• 4.4.1 光伏阵列模拟器静态性能测试实验61-65
• 4.4.2 光伏阵列模拟器动态性能测试实验65
• 4.4.3 实验结果分析65-66
• 4.5 本章小结66-68
• 第五章 总结与展望68-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-76
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录76

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

变流技术在分布式发电和微电网上的应用    彭方正;

计及感应电动机负荷的光伏并网系统的小干扰稳定性分析    韩肖清;田华;王鹏;

漏磁变压器的设计    金潮勇;

移相控制全桥ZVS-PWM变换器的分析与设计    张剑;张相志;李建兵;

太阳能电池阵模拟器的设计和研究    饶建业;李永东;李谦;沈智宇;

基于PXI的某红外电子部件自动测试系统    李志攀;雷翔飞;张新朝;

加速发展光伏发电保障中国能源的可持续发展    王斯成;

PXI规范简介    范梅生,魏震生,冯振声

微电网实验与示范工程发展概述    杨秀;杨菲;王瑞霄;

硅太阳电池材料的研究进展    王晓晶,班群,沈辉

光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究    张超

微电网逆变电源控制策略的研究    张文波

基于SPWM技术的独立逆变电源设计    宋淑苹

独立光伏发电的自动跟踪系统    刘莫尘

3KW光伏并网逆变器的研制    肖巧景

独立光伏发电系统及其MPPT的研究    王厦楠

级联式流馈推挽DC/DC变换器的研究    黄剑峰

太阳能（光伏）应用系统优化控制的研究    姚雪梅

太阳能光伏发电系统最大功率点跟踪研究    王武军

独立运行的光伏系统的研究    孙超

光伏电池阵列模拟电源的研究与设计    周昶

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

100kW风光互补电站设计    杨帮宇;

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;

ITO/Si/Al结构太阳电池pn结光电特性仿真研究    施敏;王强;孙玲;

基于电流单参量控制的MPPT系统的设计    洪岳;陈长缨;王康模;邓韡;傅倩;

基于PSIM的光伏模块建模与电气特性仿真    刘俊杰;张新燕;

光伏模拟器的设计及仿真验证    杨文燮;胡仁杰;卢志伟;

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;

基于OIF-Elman网络的光伏电源最大功率点跟踪方法研究    苏刚;龚威;潘雷;高瑞;王贝贝;

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;

非均匀辐射条件下光伏阵列建模及运行稳定性分析    张渊明;孙彦广;张云贵;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

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;

基于动态电容充电的光伏阵列Ⅰ-Ⅴ测试仪    张国荣;瞿晓丽;苏建徽;刘宁;董康;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

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

超冶金级硅的制备研究    于站良

浮力摆式波浪能发电装置关键技术研究    张大海

金属墨水法制备CuInS_2薄膜及太阳电池    陈官璧

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

太阳能级硅（SOG-Si）光伏电池中多孔硅吸杂工艺及其神经网络分析方法研究    张彩珍

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

基于桥检车的驻车充电站系统的设计实现    杨光

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

三相光伏并网发电系统研究    雷家宁

光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究及实现    黄克亚

西部省份光伏发电项目启动    

人类理想的新能源——太阳能发电    陈幼松

改进型移相全桥ZVZCS直流变换器    张勇强;金新民;张斌斌;刘京斗;

光伏系统配套蓄电池的选择    汤建皮,黄刚

开关电源的分布式并联均流技术概述    施三保;

多晶硅薄膜材料与器件研究进展    饶瑞,徐重阳

Si基太阳电池发展现状    邓志杰

太阳能光伏电池综述    成志秀;王晓丽;

国际可再生能源发展现状和趋势    

我国太阳能光伏产业的发展机遇与战略对策    沈辉;舒碧芬;闻立时;

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

光伏并网功率调节系统及其控制的研究    汪海宁

分布式微网电力系统中多逆变电源的并网控制研究    鞠洪新

具有组合功能的智能化通用正弦逆变电源的研制    刘慧文

独立运行光伏发电系统控制器的研究与设计    王超

基于DSP2407的光伏方阵仿真电源的设计与研究    张熙霖

独立光伏发电系统优化设计    程雅丽

我国可再生能源发展战略研究    裴郁

独立光伏发电的自动跟踪系统    刘莫尘

分布式逆变电源均流控制技术研究    陈忠莹

太阳能光伏发电系统的研究    孔娟

太阳能光伏发电系统的研究    张化德

基于ARM的光伏发电系统研究    岳艳伟

基于推挽电路的光伏电池最大功率点追踪系统    闵江威;段善旭;徐鹏威;刘飞;

光伏阵列特性仿真及其在光伏并网逆变器测试系统中的应用    王晓雷;王卫星;路进升;王国军;周笑;

太阳能光伏阵列模拟器设计与实验研究    赵永强;侯红玲;

基于模糊控制的光伏阵列MPPT仿真    戴晨骏;王宏华;

基于组态优化的光伏阵列最大输出功率控制    岑长岸;张淼;

太阳能光伏并网发电系统仿真研究    邓赞高;胡立伟;杜长泉;

基于双模式的光伏并网系统最大功率点跟踪控制    钟建伟;

基于遮荫度模型的光伏阵列自适应重构系统    刘艳莉;庞志超;程泽;

基于同步矢量电流比例-积分控制器的光伏并网系统    周德佳;赵争鸣;袁立强;冯博;赵志强;

光伏发电系统中改进型MPPT控制技术研究    冯涛;陈华;

非均匀辐射条件下光伏阵列建模及运行稳定性分析    张渊明;孙彦广;张云贵;

太阳能光伏阵列的温度与红外特性分析    王培珍;

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;

基于动态电容充电的光伏阵列Ⅰ-Ⅴ测试仪    张国荣;瞿晓丽;苏建徽;刘宁;董康;

三相光伏并网发电系统的动态仿真    陶晓峰;吴红斌;

AC 120-63直升机模拟器鉴定标准的演变过程    袁东;章伯定;李葆红;

六种太阳电池光伏阵列实际发电性能比较    谢标锴;沈辉;朱薇桦;

一种基于FPGA的高效Camera link模拟器设计    肖朝升;李波;姜宏旭;

625模拟器和称重仪表测试    金荣然;

一种基于PC的歼击机着陆训练模拟器的设计与实现    乐建炜;戴树岭;

航空模拟器助你平步青云    巨立肖

了解，从模拟器开始（3）    

体验安全驾驶和节油的乐趣    本报记者 张雪

了解，从模拟器开始（4）    北京 阿猪呆

开出一片新天地    吴玉国

Palm模拟器的使用    benbird

了解，从模拟器开始（2）    北京 阿猪呆

百变“妖”机    小珍

了解，从模拟器开始（1）    北京 阿猪呆

China Print:能说汉语的Sinapse印刷模拟器    晓萌

小型光伏系统及其关键问题研究    胡义华

任意条件下光伏阵列的输出性能预测    翟载腾

光伏阵列故障状态的识别研究    王培珍

户用光伏建筑一体化发电系统及太阳能半导体照明技术研究    陈维

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

光伏燃料电池混合发电系统控制设计与仿真研究    史君海

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

三相并网光伏发电系统的运行控制策略    刘飞

微电网多参数特性分析及其测控方法研究    朱艳萍

太阳能光伏发电系统的控制问题研究    熊远生

光伏阵列模拟器的设计    韩雄

数字式光伏阵列模拟器研究    傅望

光伏阵列故障检测方法的研究    李兵峰

局部阴影条件下基于模糊控制的光伏阵列重构系统的研究    庞志超

基于复合信息融合技术的光伏阵列故障诊断研究    钟丹

太阳能光伏阵列故障检测及仿真分析    唐佳能

基于组态优化的光伏阵列控制技术的研究    岑长岸

太阳能光伏阵列模拟器的研究    师宇腾

局部阴影下光伏阵列的建模与动态组态优化    冯丽娜

光伏离网发电储能控制策略的研究    方梁菲