隨著全球能源危機和環(huán)境污染問題的日益嚴重,開發(fā)利用清潔的可再生能源勢在必行。太陽能是當前世界上最清潔、最現(xiàn)實、大規(guī)模開發(fā)利用最有前景的可再生能源之一。其中太陽能光伏利用受到世界各國的普遍關(guān)注,而太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽能光伏利用的主要發(fā)展趨勢,必將得到快速的發(fā)展。此外,高性能的數(shù)字信號處理芯片(DSP)的出現(xiàn),使得一些先進的控制策略應(yīng)用于光伏并網(wǎng)逆變器成為可能。本論文就是在此背景下,對太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的核心器件并網(wǎng)逆變器進行了較為深入的研究,具有重要的現(xiàn)實意義。 太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的兩個核心部分是太陽能電池板的最大功率點跟蹤(MPPT)控制和光伏并網(wǎng)逆變控制。 首先,本文對太陽能電池的工作原理及工作特性進行介紹,詳細分析太陽能電池工作的等效電路和數(shù)學(xué)模型。 其次,本文對幾種傳統(tǒng)的最大功率點跟蹤(MPPT)控制算法進行了研究、分析和比較,提出各自優(yōu)缺點。基于最大功率跟蹤過程的快速性和穩(wěn)定性,設(shè)計采用改進的間歇掃描法來實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)中太陽能電池的最大功率輸出,以提高系統(tǒng)的性能和最大功率點跟蹤速度。 再次,針對既可獨立運行又可并網(wǎng)運行的單相光伏逆變器,本文采用有效值外環(huán)、瞬時值內(nèi)環(huán)的控制方法,既保證了逆變器輸出的靜態(tài)誤差為零,又保證了逆變器良好的輸出波形。給出了同時滿足獨立和并網(wǎng)兩種運行模式的輸出濾波器結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)的計算過程,并通過仿真和實驗驗證了設(shè)計的合理性。 隨后,詳細討論了并網(wǎng)過程中的軟件鎖相環(huán)技術(shù),對鎖相環(huán)電路的組成、工作原理進行了研究,實驗結(jié)果表明此方法可靠有效,能使逆變器輸出電流與電網(wǎng)電壓完全同相,達到功率因數(shù)為1的目的。 最后,采用TI公司的TMS320LF2407A作為主控芯片,研制完成1.5kW實驗樣機,分別得出了獨立運行和并網(wǎng)運行時的實驗結(jié)果,結(jié)果表明,所采用的控制策略和設(shè)計的硬件電路能夠滿足設(shè)計要求,系統(tǒng)可安全、穩(wěn)定運行。
標簽:
太陽能光伏
分
并網(wǎng)發(fā)電
上傳時間:
2013-05-18
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