光伏并网发电系统的MPPT及孤岛检测新方法的研究

摘要

随着全球经济的迅速发展和人口的不断增加,化石能源造成的环境污染和生态失衡等问题成为制约社会经济发展甚至威胁人类生存的严重障碍。新能源应用正成为全球的热点。太阳能资源是最丰富的可再生能源之一,其具有没有污染、没有噪音、维护也比较简单等优点,有很好的发展空间和应用前景,是国际上公认的理想替代能源。本文详细的分析了太阳能光伏系统的发展现状和基本理论,对并网发电系统的拓扑结构、最大功率点跟踪、控制方法、参数选择、以及孤岛效应问题等方面作了详细的分析和研究。以TMS320LFDSP2407为核心,实现了主电路、电路保护、信号采集、参数选择等功能,提供了可靠的应用平台。同时在分析现有最大功率跟踪(MPPT)方法的基础上,对现有方法进行了改进,提出了一种新型PWM扰动法的最大功率跟踪方法。通过MATLAB软件仿真对扰动观察法与该方法进行了比较,结果证明:该方法在日照变化和日照稳定情况下获得了比较有效的效果。全面的介绍和分析了常用的孤岛效应的检测方法,并改进了现有解决方法。最后利用MATLAB进行了仿真,证实了该检测方法对电能质量的影响小,检测简单方便,系统稳定可行。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题背景及意义

1.1.1 光伏并网发电的重要性

1.1.2 光伏并网发电的优缺点

1.1.3 并网发电系统存在的缺陷

1.2 国内外光伏发电发展现状及前景

1.3 课题主要研究内容

2 光伏并网发电系统理论概述

2.1 光伏并网发电系统的基本组成及原理

2.1.1 光伏电池组件

2.1.2 并网逆变器

2.1.3 工频升压变压器

2.1.4 控制技术

2.1.5 液晶显示器电路

2.2 并网的控制技术

2.2.1 并网控制对象

2.2.2 逆变器并网控制方法

2.2.3 系统的保护及抗干扰

3. 最大功率点跟踪的实现

3.1 光伏电池最大功率点跟踪技术

3.1.1 光伏电池的等效电路及输出特性

3.1.2 太阳电池最大功率点跟踪方法

3.1.3 最大功率跟踪算法仿真

3.1.4 仿真结果分析

3.2 小结

4 孤岛效应检测方法的研究

4.1 孤岛效应概念及检测标准

4.2 孤岛效应的国际通行标准

4.3 孤岛检测方法

4.3.1 被动式检测方法

4.3.2 主动式检测方法

4.4 孤岛分析

4.4.1 孤岛检测流程图及仿真分析

4.5 本章总结

5. 基于DSP 的并网发电系统设计

5.1 光伏并网发电系统设计

5.2 基于DSP 的控制电路设计

5.3 逆变器控制方案的选取

5.4 仿真分析

5.5 信号检测及处理

5.5.1 直流量的采样及处理

5.5.2 交流量的采集及处理

5.5.3 电网电压同步信号的采集过程

5.6 光伏并网发电系统软件设计

5.6.1 系统程序流程图

5.6.2 定时器中断子程序

5.7 软件锁相环的设计过程

5.7.1 软件锁相环的实现

5.8 小结

结论

参考文献

作者简历

学位论文数据集