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【6h】

光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)控制策略研究

 
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附表索引

第 1 章 緒 論

1.1 課題研究背景及意義

1.2 國內(nèi)外光伏發(fā)電的現(xiàn)狀

1.3 光伏并網(wǎng)發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)性問題

1.4 本文研究的主要內(nèi)容

第 2 章 光伏電池的建模及仿真

2.1 光伏電池的工作原理

2.2 光伏電池的數(shù)學(xué)模型

2.3 光伏電池的仿真模型

2.4 光伏電池的輸出特性

2.5 本章小結(jié)

第 3 章 光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT控制策略的研究

3.1 MPPT控制的基本原理

3.2 經(jīng)典的MPPT控制算法

3.3 基于擾動觀察法的模糊控制組合算法

3.4 新型組合MPPT算法

3.5 搭建仿真模型并分析

3.6 本章小結(jié)

第 4 章 三相光伏并網(wǎng)逆變器的建模與分析

4.1 三相光伏并網(wǎng)逆變器的分類

4.2 三相光伏并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型

4.3 空間矢量脈寬調(diào)制

4.4 本章小結(jié)

第 5 章 并網(wǎng)逆變控制策略的研究

5.1 并網(wǎng)逆變控制策略概述

5.2 LCL型光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略

5.3 雙電流環(huán)準(zhǔn)PR控制策略的提出

5.4 仿真分析

5.5 本章小結(jié)

結(jié)論與展望

參考文獻

致謝

附錄A 攻讀碩士期間已發(fā)表或錄用的論文

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摘要

能源在當(dāng)今社會可持續(xù)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。隨著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染的問題日益嚴(yán)重，各國政府逐漸意識到可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性。太陽能作為新型可再生能源，取之不盡，用之不竭，而且清潔無污染，是世界公認(rèn)的綠色能源。作為充分利用太陽能的一種有效途徑，光伏并網(wǎng)發(fā)電被認(rèn)為是21世紀(jì)最具潛力的發(fā)電方式之一。然而在復(fù)雜多變的外界環(huán)境中，光伏列陣的輸出功率并不穩(wěn)定，需要通過合適的控制策略使其運行在最大功率點附近。此外，要把光伏陣列輸出的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成交流電，并濾除其中的高次諧波，才可將其并入電網(wǎng)送給千家萬戶。 本文以LCL型兩級式三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對象，對 MPPT控制策略以及逆變控制策略進行了深入分析。具體研究內(nèi)容如下： 首先闡述了光伏電池的工作原理及其數(shù)學(xué)模型，根據(jù)數(shù)學(xué)模型在 MATLAB仿真軟件中搭建了光伏電池的工程通用仿真模型。同時，根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的參數(shù)，分析了光伏電池的輸出特性曲線，研究了光照強度和環(huán)境溫度對光伏電池的影響。 其次介紹了MPPT控制算法的工作原理，比較了4種常用控制算法的優(yōu)缺點，針對單一控制算法無法兼顧跟蹤精度和響應(yīng)速度的問題，分析了基于擾動觀察法的模糊控制 MPPT組合算法，并提出了一種新型組合 MPPT算法，即基于電壓自尋優(yōu)的擾動觀察算法。在 MATLAB仿真環(huán)境中，對比分析了各種算法在外界條件改變時追蹤最大輸出功率點的曲線，結(jié)果表明：本文提出的組合算法能夠有效適應(yīng)外界條件的變化，不僅能對最大功率點進行快速追蹤，而且在達到穩(wěn)態(tài)時振蕩較小。 接著對常見的三相光伏并網(wǎng)逆變器的類型進行了介紹，選擇 LCL型兩級式三相電壓型光伏并網(wǎng)逆變器作為研究對象，推導(dǎo)出光伏并網(wǎng)逆變器在三種不同坐標(biāo)系下的空間狀態(tài)方程，并對空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)進行了簡要介紹。 最后詳細分析了常用逆變控制技術(shù)的優(yōu)缺點，針對 LCL型光伏并網(wǎng)逆變器在諧振處所存在的幅值尖峰，提出了一種基于并網(wǎng)電流反饋和電容電流前饋的雙電流環(huán)準(zhǔn)PR控制策略。在MATLAB仿真軟件中建立了三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)整體仿真模型，通過對比分析，驗證了本文所采用控制策略的有效性。

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