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集成储能的10kW光伏发电并网系统示范平台的搭建和研究

作　者: 魏德林
导　师: 王毅
学　校: 北京交通大学
专　业: 电气
关键词: 光伏发电系统 光伏控制器 储能系统 建模仿真 试验分析
分类号: TM615
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 232次
引　用: 1次
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内容摘要


近几年,国际上光伏发电发展快速,美国、欧洲及日本制定了庞大的光伏发电发展计划。本文设计并成功搭建了10kW光伏发电并网系统示范平台,介绍光伏并网系统的各个组件的原理、建模及系统集成和试验分析,并证明了该系统安全可靠运行的可行性。本文主要内容如下：(1)对光伏并网系统各组件做了详细的介绍和分析,主要包括光伏并网逆变器的分类及原理分析、光伏控制器的作用及充电方式、锂离子电池的结构特性及电池管理系统。(2)对系统及其各组成部分做了详细的数学建模分析,其中包括系统建模仿真、光伏电池板建模仿真、并网逆变器建模仿真和储能系统的数学建模,并将仿真结果与实际试验结果相比较,证明了系统运行的可行性。(3)提出了系统集成的设计方案,并对光伏阵列的设计与安装、并网条件、储能的接入和监控系统的设计做了详细的介绍和说明。(4)成功搭建集成储能的1OkW光伏并网发电系统,完成了光伏并网试验、锂电池储能充电试验、储能并网试验、集成储能的光伏并网试验。并对试验结果做了具体分析,证明了该系统运行的可行性。(5)最后给出对所做工作的总结和进一步研究的设想。

全文目录


致谢  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 绪论  10-16
  1.1 光伏发电应用的背景及意义  10-11
  1.2 国内外光伏发电技术发展现状  11-13
  1.3 论文主要研究内容  13-16
2 光伏并网发电系统各组件介绍及原理分析  16-30
  2.1 光伏并网逆变器  16-20
    2.1.1 按照应用方式以及领域分类  16-18
    2.1.2 按照调制方式分类  18
    2.1.3 并网逆变器的工作原理  18-20
  2.2 光伏控制器  20-24
    2.2.1 光伏控制器的作用  21-22
    2.2.2 光伏控制器的拓扑及基本原理分析  22-23
    2.2.3 光伏控制器充电模式  23-24
  2.3 锂离子电池  24-28
    2.3.1 锂离子电池的结构  25-27
    2.3.2 磷酸铁锂电池特性  27
    2.3.3 电池管理系统  27-28
  2.4 本章小结  28-30
3 光伏并网发电系统模型的搭建  30-50
  3.1 光伏发电系统的仿真模型  30-31
  3.2 光伏电池板模型  31-41
    3.2.1 最大功率点跟踪(MPPT)控制技术的研究  36-38
    3.2.2 POS最大功率跟踪点的EMTDC实现  38-41
  3.3 光伏并网逆变器控制系统模型  41-44
    3.3.1 MPPT控制模块的搭建  41-42
    3.3.2 PQ解耦控制模块的搭建  42-44
  3.4 储能系统并网建模  44-48
    3.4.1 储能系统并网的数学模型  44-45
    3.4.2 储能系统并网的功率控制  45-46
    3.4.3 储能系统并网模型的仿真结果及分析  46-48
  3.5 本章小结  48-50
4 系统集成方案设计  50-70
  4.1 光伏并网发电系统总体设计方案  50-52
  4.2 并网条件  52-55
    4.2.1 电能质量  52-54
    4.2.2 安全与保护  54-55
    4.2.3 防孤岛效应  55
  4.3 光伏阵列的设计与安装  55-59
    4.3.1 光伏阵列设计  55-57
    4.3.2 光伏阵列安装  57-59
  4.4 储能系统接入方案设计  59-62
    4.4.1 储能电池设计方案  59-60
    4.4.2 储能系统并网方案  60-62
    4.4.3 储能系统的功率输出分析  62
  4.5 并网发电监控系统设计  62-67
  4.6 本章小结  67-70
5 10kW并网发电系统的试验及分析  70-84
  5.1 光伏并网试验  71-76
  5.2 锂电池储能充电试验  76-78
  5.3 储能并网试验  78-80
  5.4 集成储能的光伏并网发电试验  80-83
  5.5 本章小结  83-84
6 结论与展望  84-86
参考文献  86-88
作者简历  88-92
学位论文数据集  92

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 发电、发电厂 > 各种发电 > 太阳能发电
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