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大功率光伏发电并网系统拓扑研究

作　者: 王恋
导　师: 梁晖
学　校: 北京交通大学
专　业: 电气工程
关键词: 光伏发电并网系统拓扑光伏阵列并网变流器
分类号: TM615
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 268次
引　用: 2次
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内容摘要

摘要：在化石能源越来越紧张,环境污染越来越严重的形势下,人们对新型可再生能源的需求日益增加,太阳能作为重要的可再生能源,因其独特的优点受到人们的重视。光伏发电是太阳能利用最有前景的用途之一,随着光伏发电技术日益成熟,光伏并网发电也开始从中、小功率向大功率发展。大功率光伏发电并网系统主要应用在荒漠光伏电站和大型工业园区内,可以满足当地负荷的需求,也可以进行并网发电。本文主要研究了大功率光伏发电并网系统的拓扑结构,对常规的系统拓扑、分布式MPPT技术的系统拓扑、群控技术中的拓扑及分布式光伏发电并网系统中的拓扑作了分析和研究,并对光伏发电并网系统的核心并网变流器作了分析研究,详述了各种拓扑的优缺点、适用场合及性能等。对比文中列出的各种拓扑,选出了一种在大功率光伏发电并网系统中性能较优、效率较高、且技术比较成熟的拓扑做了详细研究。本系统采用集中式MPPT控制、单级能量变换、PWM全桥变流器、工频变压器并网的拓扑结构。对光伏阵列和变流器进行数学建模,对系统的控制策略做了介绍,并对变流器主要器件参数进行了设计。用MATLAB对系统进行了建模仿真,对光伏阵列输出特性、MPPT控制和并网波形做了详细分析。最后,对系统的试验波形和数据做了分析。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
序  8-11
1 引言  11-17
  1.1 太阳能和光伏发电的意义  11-13
  1.2 光伏发电的国内外发展与趋势  13-14
    1.2.1 光伏发电的国内外发展状况  13
    1.2.2 光伏发电的趋势  13-14
  1.3 光伏发电并网系统的介绍  14-16
    1.3.1 光伏发电系统分类  14-15
    1.3.2 并网发电关键技术  15-16
  1.4 本论文的主要内容  16-17
2 大功率光伏发电并网系统拓扑  17-32
  2.1 光伏发电并网系统常见拓扑形式  17-18
  2.2 基于MPPT技术的系统拓扑  18-19
  2.3 基于群控技术的系统拓扑  19-21
  2.4 分布式光伏并网发电系统技术  21-23
  2.5 光伏发电并网变流器  23-32
    2.5.1 DC/DC电路  23-25
    2.5.2 DC/AC电路  25-30
    2.5.3 并网方式  30-32
3 大功率光伏发电并网系统建模及变流器设计  32-48
  3.1 总体设计方案  32-34
    3.1.1 光伏发电并网系统拓扑选定  32-33
    3.1.2 光伏发电并网系统设计方案  33-34
  3.2 光伏系统的数学建模及控制策略  34-43
    3.2.1 光伏阵列建模  34-38
    3.2.2 并网变流器建模  38-41
    3.2.3 系统控制策略及算法  41-43
  3.3 并网变流器主要参数设计  43-48
    3.3.1 直流支撑电容设计  43-44
    3.3.2 IGBT设计  44
    3.3.3 滤波电路设计  44-48
4 仿真和试验分析  48-60
  4.1 MATLAB仿真软件简介  48
  4.2 光伏发电并网系统仿真模型  48-50
  4.3 仿真结果分析  50-54
    4.3.1 光伏阵列输出特性  50-53
    4.3.2 并网变流器输出  53-54
  4.4 试验结果分析  54-60
    4.4.1 MPPT控制的测试  54-57
    4.4.2 并网变流器输出试验  57-60
5 结论和展望  60-62
  5.1 结论  60
  5.2 展望  60-62
参考文献  62-64
附录A  64-67
作者简历  67-69
学位论文数据集  69

大功率光伏发电并网系统拓扑研究

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