太陽能光伏并網(wǎng)逆變仿真太陽能光伏并網(wǎng)逆變器的研究本科論文.doc

《太陽能光伏并網(wǎng)逆變仿真太陽能光伏并網(wǎng)逆變器的研究本科論文.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、太陽能光伏并網(wǎng)逆變仿真太陽能光伏并網(wǎng)逆變器的研究物理與能源學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)指導(dǎo)教師：摘要:隨著社會不斷發(fā)展，開發(fā)可再生能源越發(fā)重要，太陽能具有資源豐富、可再生且清潔等優(yōu)點，是非常理想的可替代能源。本文選擇三相光伏電壓型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，采用SPWM的輸出控制方式，提高太陽能利用效率，電流諧波小，滿足光伏并網(wǎng)發(fā)電要求；并利用Matlab的Simulink工具箱建立了太陽能光伏并網(wǎng)逆變仿真，驗證了在太陽能電池輸出電壓出現(xiàn)階躍激增或突降時，電流諧波小，系統(tǒng)保持良好的魯棒性。關(guān)鍵詞:三相電壓型并網(wǎng)逆變器光伏SPWM1引言1．1研究背景能源危機是能源短缺或價格上漲的結(jié)果，甚至導(dǎo)致經(jīng)濟衰

2、退，如石油價格一路上升。目前能源匱乏、環(huán)境污染的現(xiàn)狀使得無污染的、可再生的能源的發(fā)展變得舉足輕重。太陽能，作為地球上最豐富的可再生能源，在過去的11億年里，只消耗2%的能量，可以預(yù)測的是一種取不盡，用不完的能源。且隨處可得，就地取用，因此對邊遠地區(qū)的發(fā)展很有優(yōu)勢，也不需要考慮運輸問題，所需成本低。最重要的是，太陽能是一種無污染的、清潔的、安全的能源，不會像石油、核能產(chǎn)生廢氣、輻射，從而對環(huán)境造成損害，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。圖1利用太陽能發(fā)電的優(yōu)點太陽能技術(shù)可以分為光熱技術(shù)、光生物技術(shù)、光化學(xué)技術(shù)、光伏技術(shù)四類。本次實驗研究的就是太陽能發(fā)電技術(shù)，其優(yōu)點如圖1所示。隨著科技不斷發(fā)展，

3、光伏發(fā)電技術(shù)也取得了很大的突破，有廣闊的發(fā)展前景和意義。1．2國內(nèi)外光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀根據(jù)歐洲光伏工業(yè)協(xié)會和太陽能光伏網(wǎng)的數(shù)據(jù)，歐洲占有其主要市場。2012年新增光伏裝機的55%來自歐洲，約7.6GW；其次是中國（5.0GW）、意大利（3.4GW）、美國（3.3GW）和日本（2GW）。對于累計裝機，歐洲仍然全球領(lǐng)先，中國則緊跟其后，排名第二位。我國目前光伏發(fā)電的相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展表現(xiàn)強勁，2013-2015年是發(fā)展迅猛的時期。在國家十三五期間，出臺了很多政策扶持我國光伏產(chǎn)業(yè)，例如規(guī)劃清潔能源、規(guī)范光伏的開發(fā)、開展光伏扶貧工程等等政策。光伏發(fā)電良好的應(yīng)用遠景也是其發(fā)展迅猛的因素之一。

4、總之，光伏發(fā)電勢頭火熱，并且有很大的潛力。1.3光伏發(fā)電主要研究方向逆變器是這幾年來開的熱點，它在整個系統(tǒng)中占著舉足輕重的地位，其發(fā)展方向可以總結(jié)為以下幾點：（1）逆變器的控制方式例如文獻[3]中設(shè)計了一種新的輸出控制方法，即采用基于前饋解耦空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)；文獻[2]采用新的控制方式，即基于模糊PID控制的MPPT策略；文獻[4]采用擾動觀察法，是基于曲線擾動的。出現(xiàn)了很多新的、具有使用實用意義的方式。（2）逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)根據(jù)不同的條件，逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)是有許多不同的分類的。例如根據(jù)主電路的的不同可分為半橋逆變器、全橋逆變器；根據(jù)有無變壓器作為隔離，可以分為隔離和非隔離結(jié)

5、構(gòu)；根據(jù)輸出電流的相位的數(shù)量，分為單相式逆變器、三相式逆變器和多相式逆變器。各種拓撲適用于各種不同的場合，實際運用中這些拓撲結(jié)構(gòu)還可以相互搭配成各種不同的形式，以滿足各種要求。（3）對于大型光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用的相關(guān)問題研究光伏發(fā)電技術(shù)在不斷的發(fā)展中，也有許多新的問題不斷出現(xiàn)，例如并聯(lián)控制技術(shù)，大功率并網(wǎng)系統(tǒng)和局部電網(wǎng)之間相互會不會產(chǎn)生不良的影響等等。1．4主要研究內(nèi)容隨著這項技術(shù)迅速的發(fā)展，不斷在控制策略、拓撲結(jié)構(gòu)的改進上取得成就。并網(wǎng)發(fā)電的要求就是能夠輸出符合并網(wǎng)要求的電流，即與電網(wǎng)電壓有相同的頻率和相位，并且諧波小，對系統(tǒng)污染小。因此，本文對進行了逆變器優(yōu)化控制，采用SPWM方

6、法，提高系統(tǒng)的功率，降低諧波含量。本文主要內(nèi)容如下：1、簡單介紹了當今能源背景、光伏發(fā)電優(yōu)點、當今光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)近況、目前主要的研究方向；1、分析光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類，講述通過并網(wǎng)型系統(tǒng)輸出電流需要滿足的要求；2、對系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計，采取SPWM控制策略，以達到并網(wǎng)發(fā)電要求；3、根據(jù)前文的設(shè)計建立了仿真模型，并進行了分析；改變電感值進行了多次實驗，并進行了分析。2太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.1光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類從不一樣的角度切入，將太陽能發(fā)電系統(tǒng)分門別類的方式就有很多。憑借負載的差別，可以將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)分為獨立型光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)、混合型光伏發(fā)電系統(tǒng)。2.1.1獨

7、立型光伏發(fā)電系統(tǒng)這個系統(tǒng)就是將獲得的電能直接輸出給負載。其特點是具有蓄電池組，以提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可持續(xù)性，具有使用靈活、成本較低的優(yōu)點。一般可以運用于為經(jīng)濟較不發(fā)達或者由于地形等原因電網(wǎng)沒有辦法達到的地區(qū)，例如偏遠山村、通訊點等[10]。其運行結(jié)構(gòu)框圖如圖2。圖2獨立型光伏發(fā)電系統(tǒng)框架圖2.1.2并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)中最重要的就是逆變器，它可以將光伏電池的輸出轉(zhuǎn)換成達到所需要求的電能，通過控制逆變器與電力需求相匹配，然后輸送到電網(wǎng)端。對于這個系統(tǒng)的研究是目前