太阳能光伏并网发电系统的研究

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导师姓名
余世杰
学科专业
电力电子与电力传动
文献出处
合肥工业大学   2003年
关键词
光伏并网论文  锁相环论文  太阳能论文  逆变器论文  有源滤波器论文  孤岛效应论文  数据采集论文
论文摘要

在不久的将来,太阳能光伏利用的主要形式将是并网发电系统。高性能的数字信号处理器芯片(DSP)的出现,使得一些先进的控制策略应用于光伏并网的控制成为可能。本文的主要研究内容有: 1. 使用MATLAB中的POWER SYSTEM BLOCKSETS工具软件建立了单相光伏并网发电系统的动态模型,并进行了在开环和闭环两种情况下的仿真,给具体的硬件设计提供了极为有效的帮助;建立了光伏并网发电系统逆变输出环节的小信号模型,并使用MATLAB中的Simulink工具进行了开环和闭环状态下的仿真。 2. MPPT(最大功率点跟踪)是光伏系统中经常遇见的问题。本文详细地分析了常用的几种MPPT方案,并提出了几种新的MPPT方案。 3. 为了使并网电流和电网电压同频、同相,需要使用锁相环技术。本文详细分析了软件锁相环的原理,并结合实际系统给出了设计方案和软件流程图。 4. 使用光伏并网发电系统对电网进行无功补偿和功率因数校正是未来光伏应用的一个方向,本文仔细分析研究了使用光伏并网发电系统作为有源滤波器的优点和运行特点。 5. 孤岛效应是光伏并网系统应用中必须防止发生的故障现象,本文分析了使用主动扰动方式进行防止孤岛效应的方案,并给出了仿真模型和结果。 6. 具体并详细分析了基于DSP芯片(TMS320F240)的单相光伏并网发电系统的控制设计思想,提供了软件结构和实验结果。 7. 光伏并网发电系统的大规模使用必须和远程数据监控联系在一起,本文发展了可供实用的光伏并网发电系统的测控系统的软件。 8. 详细分析了光伏系统大规模推广的主要非技术障碍并提出对策;分析了光伏系统在安装使用中的安全规范问题,同时结合数据分析了光伏并网发电系统的经济运行、社会效益和环境效益。

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第一章 绪论

1.1 太阳能和光伏发电

1.2 光伏并网发电系统的广阔前景

1.3 光伏并网发电系统的简单介绍

1.4 本文所做的工作

第二章 光伏并网发电系统的分类和信号分析

2.1 光伏并网发电系统的分类

2.2 典型电流型单相并网系统逆变输出级的小信号分析

2.3 典型电流型单相并网系统逆变输出级的Matlab仿真

2.4 本章小结

第三章 太阳能电池模型及最大功率点跟踪方法

3.1 太阳能电池的基本原理和电路特性

3.2 最大功率点跟踪方法

3.3 本章小结

第三章 附录:模糊推理规则表

第四章 软件锁相环的研究及其在并网逆变器中的应用

4.1 锁相环技术的发展和应用

4.2 锁相环的工作原理及其数学模型

4.3 软件锁相环的基本原理

4.4 软件锁相环中各种环路滤波程序算法实现

4.5 基于F240芯片的软件锁相环

4.6 本章小结

第五章 无功补偿和谐波补偿

5.1 无功补偿的含义及重要意义

5.2 谐波污染和谐波抑制

5.3 并联型有源滤波器的工作原理

5.4 并联型有源电力滤波器的实现

5.5 国内发展光伏并网功率调节电站的广阔前景

5.6 本章小结

第六章 光伏并网发电系统的孤岛效应与防止策略

6.1 “孤岛效应”的概念

6.2 孤岛效应的具体分析和国际通行标准

6.3 孤岛效应的检测

6.4 孤岛效应检测的可行方案和仿真结果

6.5 本章小结

第七章 使用DSP芯片实现可调度式单相光伏并网发电系统

7.1 系统硬件设计

7.2 系统逆变输出级控制算法的分析

7.3 系统整体软件流程

7.4 实验结果波形

7.5 光伏并网发电系统的现场照片资料

7.6 本章小结

第八章 光伏并网发电系统的数据采集和监控

8.1 测控软件功能简介

8.2 测控的软硬件基础

8.3 测控软件的主运行界面和功能介绍

8.4 测控软件中数据库的设计

8.5 测控软件的工作过程

第九章 光伏并网发电系统的商业化发展

9.1 光伏系统商业化过程中所面临的非技术性障碍及对策

9.2 光伏系统的安全法规概要

9.3 光伏并网发电系统的经济效益、社会效益和环境效益

第十章 总结和展望

10.1 全文总结

10.2 发展展望

作者在攻读博士学位期间发表的论文

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