光伏并网发电控制系统的仿真研究

【摘要】：太阳能的利用已经成为当前国内外研究和关注的热点。本文以光伏并网发电系统为研究对象,分别对光伏阵列特性计算方法、最大功率点跟踪技术、并网逆变器的控制策略和防孤岛检测技术等进行了分析和研究。 本文首先分析了一种光伏阵列特性工程计算方法,并且将该方法应用在一套工业现场的光伏并网逆变器测试系统中。其次讨论了两种常用的最大功率点跟踪算法,重点探索了一种插值扰动法。在MATLAB\SIMUlink的环境下,对该方法进行了仿真实验研究。然后建立了三相单级光伏并网逆变器在三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型,重点分析了基于同步坐标系直接电流控制技术的双环控制策略。同时应用MATLAB\SIMUlink中Simpower Systems的工具箱搭建了整个光伏并网发电系统的仿真模型,对基于同步坐标系直接电流控制技术的双环控制策略进行了仿真实验研究。最后针对被动孤岛检测方法的缺点,探索了一种组合式防孤岛检测方法;在MATLAB\SIMUlink的环境下,分析了该方法的可行性。 【关键词】：光伏并网发电系统 最大功率点跟踪 MATLAB\SIMUlink 双环控制 孤岛
【学位授予单位】：中原工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1. 绪论8-12
• 1.1 课题研究的背景及意义8
• 1.2 光伏并网发展情况8-9
• 1.2.1 国外光伏并网发展状况8-9
• 1.2.2 国内光伏并网发展状况9
• 1.3 光伏并网发电系统介绍9-11
• 1.3.1 光伏并网发电系统分类10
• 1.3.2 光伏并网发电关键技术10-11
• 1.4 本文主要研究的内容11-12
• 2. 光伏阵列的特性分析及其MPPT 控制技术的研究12-31
• 2.1 太阳能电池的基本原理12
• 2.2 光伏阵列的建模和特性分析12-22
• 2.2.1 光伏阵列的数学模型12-15
• 2.2.2 光伏阵列的工作特性分析15-17
• 2.2.3 试验验证17-22
• 2.3 最大功率点跟踪算法原理和方法22-31
• 2.3.1 最大功率点跟踪原理22-23
• 2.3.2 最大功率点跟踪方法23-27
• 2.3.3 插值扰动法27-31
• 3. 三相单级式光伏并网逆变器工作原理与控制31-47
• 3.1 光伏并网逆变器拓扑结构31-33
• 3.1.1 并网逆变器拓扑结构分类31-33
• 3.1.2 逆变器结构选择33
• 3.2 三相单级式光伏并网逆变器的工作原理33-47
• 3.2.1 三相半桥电压型并网逆变器数学模型34-36
• 3.2.2 同步坐标系直接电流控制技术36-41
• 3.2.3 仿真分析41-47
• 4. 光伏并网逆变器孤岛检测方法的研究47-56
• 4.1 孤岛效应概述47
• 4.2 孤岛检测的标准47-49
• 4.2.1 国际标准47-48
• 4.2.2 国内标准48-49
• 4.3 孤岛现象的分析49-50
• 4.3.1 孤岛现象分析49-50
• 4.3.2 特性分析50
• 4.4 光伏并网逆变器防孤岛检测方法50-52
• 4.4.1 被动式检测方法51-52
• 4.4.2 主动式检测方法52
• 4.5 一种组合式防孤岛检测方法52-56
• 4.5.1 算法原理52-53
• 4.5.2 仿真分析53-56
• 5. 总结及展望56-58
• 5.1 本文工作总结56
• 5.2 下一步的工作56-58
• 参考文献58-61
• 附录：研究生阶段发表论文61-62
• 致谢62-63

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