光伏板串联至18kV逆变并网的研究

摘要

近年来，由于传统能源的短缺，加上环境的污染，致使人们不断寻求新的清洁能源来代替化石能源，太阳能就是其中一种替代能源。我国作为能源消耗大国，能源消耗呈逐年上升趋势。因此对开发新能源、提高能源利用率提出了更高的要求。本课题的主要研究目的就是通过提升光伏板的串联电压至18kV，来提高光伏发电系统的效率。具体内容如下:
　　(1)通过仿真分析光伏板输出电压、电流与温度、光照强度的关系。使用电导增量法对光伏电池板的输出功率进行最大功率点跟踪，使光伏板的输出功率保持最大，并仿真验证了最大功率跟踪的效果。
　　(2)为了实现光伏发电系统的并网，给出基于旋转坐标系的逆变控制技术，并通过理论推导与仿真验证相结合，最终仿真出电压、电流波形与理论计算的波形相一致，验证了所设计逆变器的正确性。其中，逆变控制策略中的电流控制技术采用PI控制技术，它有效进行交流侧电流追踪。
　　本实验中所用的MPPT控制器和逆变器采用协调控制策略，MPPT的作用是实现每个光伏板串输出最大功率，逆变器实现直流母线电压的追踪控制和并网侧三相交流电流的控制。
　　课题的最终目的是验证光伏板串联电压提升至18kV的可行性与提高效率的实际意义。所以，通过29个光伏板串联成光伏板串，再把20个光伏板串串联起来得到直流并网侧18kV电压。最终通过仿真计算各元器件与导线的损耗，并与传统光伏发电系统进行对比，最终得出结论，光伏板串联电压提升至18kV能够明显提高光伏发电系统的效率。

目录

声明

摘要

1．1 全球能源形势

1．2 国内外光伏发电历史与现状

1．2．1 国外光伏发电历史与现状

1．2．2 国内光伏发电历史与现状

1．3 本文主要工作

第2章 光伏电池运行基本原理

2．1 太阳能光伏电池的工作原理

2．2 光伏电池模型与特性

2．3 光伏电池的仿真建模

2．4 本章小结

第3章 光伏直流升压发电系统最大功率控制

3．1 最大功率点跟踪原理

3．2 MPPT的控制方法

3．3 MPPT控制的运行仿真

3．4 本章小结

第4章 光伏电池串联至18kV系统设计

4．1 光伏系统总体设计

4．2 光伏并网逆变器设计

4．2．1 光伏逆变器的原理

4．2．2 光伏逆变的前级MPPT控制策略

4．2．3 光伏逆变的电流控制技术

4．2．4 基于同步旋转坐标系的逆变电路控制

4．3 本章小结

第5章 光伏系统效率与仿真

5．1 光伏电站系统效率分析

5．1．1 光伏发电系统效率的定义

5．1．2 影响系统效率PR的主要因素

5．1．3 光伏发电系统matlab仿真

5．2 光伏系统仿真与分析

5．3 传统光伏系统仿真

5．4 光伏系统效率计算

5．5 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

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