单相光伏发电MPPT及系统并网的仿真研究

摘要

由于现代社会的快速发展，传统能源的消耗速度在逐年上升，同时伴随而来的是对环境的巨大破坏，对人类的身心健康带来极大的损害。因此各国政府都非常的重视寻找绿色能源来代替传统能源。太阳能资源目前被认为是非常清洁的能源，因此，世界上的发达国家都在不断的开发太阳能。
　　本研究主要内容包括：⑴对光伏电池的工作原理做了详细的分析和研究，并在对光伏电池分析基础之上对光伏发电输出功率的最大功率点跟踪进行了细致的研究。在对传统最大功率点跟踪方式的分析基础之上，对传统最大功率点的方法进行了改进，提出了一种双模式法最大功率点跟踪方法即结合了短路电流法和变步长滞环扰动比较法，实现了对输出功率最大功率点的有效跟踪。在MATLAB仿真软件中对新方法进行了仿真验证，通过仿真验证了该方法的有效性。⑵对光伏并网的控制策略也做了细致的研究。主要工作包括对单相并网逆变器的拓扑结构进行了分析，在理论分析的基础之上对逆变器的数学模型进行了构建。同时本论文还对并网的调制策略和锁相环作了详细地分析和研究，通过对新的控制策略的仿真，验证了该策略的有效性。通篇论文的阐述中，本文的主要做了系统的前级升压电路变换和最大功率点的跟踪、后级电路系统的并网连接、并网控制以及锁相环的研究。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景与意义

1．1．1 当今世界能源使用状况

1．1．2 太阳能的利用现状

1．2 太阳能光伏发电的现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 光伏发电系统并网概述

1．3．1 光伏发电系统并网的基本组成

1．3．2 光伏发电系统的体系结构

1．4 课题的研究内容

2 光伏电池和光伏阵列

2．1 光伏电池的工作原理

2．2 光伏电池分类

2．3 光伏电池模型

2．4 光伏阵列仿真模型

2．5 本章小结

3 直流／直流变换电路

3．1 斩波变换电路分类

3．2 升压斩波电路原理

3．2．1 稳态特性分析

3．2．2 工作模式分析

3．3 Boost变换器的数学模型搭建

3．4 仿真

3．5 本章小结

4 最大功率追踪技术研究

4．1 光伏阵列的输出特性

4．1．1 光伏阵列的I-V特性分析

4．1．2 光伏阵列的P-V特性分析

4．2 最大功率点跟踪原理

4．3 最大功率点跟踪方法

4．3．1 基于采样数据的直接MPPT控制法

4．3．2 基于参数选择方式的间接控制法

4．4 双模式结合的MPPT控制方法研究

4．4．1 控制原理

4．4．2 实现方法及流程图

4．4．3 仿真

4．5 本章小结

5 光伏并网系统的研究

5．1 光伏并网逆变器分类和结构

5．2 单项光伏并网逆变器控制策略

5．2．1 基于PI、P调节器的双环控制

5．2．2．基于比例谐振(PR)调节器的单相并网逆变器的多环控制

5．2．3 准比例谐振的设计

5．2．4 单相并网系统的调制策略

5．3 单相并网锁相环研究

5．4 光伏并网系统稳定性分析

5．5 仿真

5．6 本章小结

6 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 发展与展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间发表论文情况