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基于Matlab的光伏发电系统仿真研究

关注热度:138   来源:新能源学术论文  作者:韩涛
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【摘要】:为了应对出现在现在社会发展中的能源危机和环境污染严重的重大问题,全球越来越重视清洁型新能源的研发。其中太阳能因其资源丰富、环保等优点,已经成为当今全球各国研究新能源的主要方向。并网光伏发电是开发利用太阳能的有效途径,而国内对于并网光伏发电系统的仿真研究才刚刚开始。研究与开发并网光伏发电系统的仿真模型,分析并网光伏发电站和电网之间的相互作用关系,对以后并网光伏发电系统的建设具有重要意义。 本文主要从下面几方面对并网光伏发电系统仿真进行深入研究: (1)建立了光伏电池的数学模型。通过对太阳能电池的工作机理、输出电压电流特性以及影响因素的分析与研究,获得光伏电池数学模型和在不同光照强度下最大功率点的变化规律。 (2)设计了并网逆变器的控制策略。通过分析并网逆变器控制的结构、原理,建立了数学模型,同时进行了重复控制器的设计和谐波检测,通过以上工作,完成了整个并网逆变器的控制策略的设计。 (3)研制了新型最大功率跟踪的算法。以现有最大功率跟踪方法为支撑,改进了算法步长固定的问题,研制了新型变步长最大功率跟踪法。 (4)进行具体的仿真实验与结果分析。利用实验室现有的实验条件,对太阳能电池和光伏并网系统进行了测试分析,从而验证了所设计的控制策略和算法的合理性。
【关键词】:并网光伏发电 最大功率跟踪 控制策略 光伏电池
【学位授予单位】:山东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM615
【目录】:
  • 摘要4-5
  • ABSTRACT5-7
  • 目录7-9
  • 第一章 绪论9-14
  • 1.1 研究背景及意义9-11
  • 1.2 国内外发展状况11-13
  • 1.2.1 光伏发电历史概况11
  • 1.2.2 国内外对光伏产业的长期规划11-13
  • 1.3 论文主要研究内容13-14
  • 第二章 光伏发电系统概述14-25
  • 2.1 光伏发电系统的基本结构14-16
  • 2.2 光伏发电系统的分类16-18
  • 2.3 光伏发电特性18-19
  • 2.4 常见最大功率跟踪算法19-24
  • 2.4.1 扰动观察法19-21
  • 2.4.2 电导增量法21-22
  • 2.4.3 爬山法22-23
  • 2.4.4 其他跟踪方法23-24
  • 2.5 本章小结24-25
  • 第三章 光伏发电系统数学模型25-33
  • 3.1 太阳能电池数学模型25-30
  • 3.1.1 太阳能电池基本概念及种类25-27
  • 3.1.2 太阳能电池工作原理27
  • 3.1.3 太阳能电池输出影响因素27-30
  • 3.1.4 太阳能电池等效数学模型30
  • 3.2 光伏并网系统数学模型30-32
  • 3.2.1 单级式的光伏并网系统31
  • 3.2.2 多级式的光伏并网系统31
  • 3.2.3 光伏并网系统数学模型31-32
  • 3.3 本章小结32-33
  • 第四章 光伏发电系统控制策略33-43
  • 4.1 并网逆变器电压控制策略33-38
  • 4.1.1 控制方案原理33-34
  • 4.1.2 电压源型逆变器数学模型34-35
  • 4.1.3 重复控制原理及相关参数设计35-37
  • 4.1.4 谐波检测算法37-38
  • 4.2 最大功率跟踪(MPPT)策略38-42
  • 4.2.1 一种新型变步长最大功率跟踪算法示意图38-40
  • 4.2.2 变步长最大功率跟踪算法软件流程图40-41
  • 4.2.3 新型变步长 MPPT 算法优点41-42
  • 4.3 本章小结42-43
  • 第五章 仿真实验与分析43-51
  • 5.1 实验的条件43-46
  • 5.1.1 太阳能电池型号参数43-45
  • 5.1.2 太阳能光伏发电测试系统45-46
  • 5.2 实验结果46-50
  • 5.2.1 最大功率跟踪(MPPT)仿真46-48
  • 5.2.2 光伏发电并网仿真48-50
  • 5.3 本章小结50-51
  • 第六章 总结与展望51-53
  • 6.1 本文工作总结51
  • 6.2 后续工作展望51-53
  • 致谢53-54
  • 参考文献54-57
  • 附录57-61
  • 攻读硕士期间参加的课题与发表的论文61


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关键词: 并网光伏发电

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