光伏发电最大功率点跟踪及反孤岛效应的分析-maximum power point tracking of photovoltaic power generation and analysis of anti-islanding effect.docxVIP

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2018-07-05 发布于上海
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光伏发电最大功率点跟踪及反孤岛效应的分析-maximum power point tracking of photovoltaic power generation and analysis of anti-islanding effect.docx

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光伏发电最大功率点跟踪及反孤岛效应的分析-maximum power point tracking of photovoltaic power generation and analysis of anti-islanding effect

-- III -目录摘要 IAbstract II1 绪论 11.1 光伏发电的研究背景、目的与意义 11.1.1 太阳能是石化能源的主要替代能源之一 11.1.2 太阳能发电的优势和存在的问题 11.2 光伏产业的现状与展望 31.3 本文主要研究任务以及章节安排 52 光伏并网发电的主电路及控制电路 62.1 主电路设计 62.1.1 光伏并网发电系统总体结构概述 62.1.2 各主要模块 62.2 控制电路设计 112.2.1 系统控制目标及策略 112.2.2 控制芯片的选择 132.2.3 锁相环(PLL)的设计 14 HYPERLINK \l _TOC_250001 2.2.4 SPWM (Sinusoidal PWM)波的发生 183 最大功率点跟踪技术 20 HYPERLINK \l _TOC_250000 3.1 光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)原理 203.1.1 光伏电池的输出特性 203.1.2 功率点的理论分析 213.2 最大功率点跟踪的常规算法与仿真 24恒电压跟踪法(Constant Voltage Tracking，CVT) 24扰动观察法(Perturb Observe Algorithms，PO) 25电导增量法(Incremental Conductance Algorithms) 27对 MATLAB 仿真结果的分析 293.3 本章小结 37-- IV -4 光伏并网发电系统中孤岛现象的研究 384.1 “孤岛效应”的概念 384.2 孤岛效应的具体分析 384.2 孤岛检测标准 394.3 反孤岛效应方法的分析 404.3.1 被动式 404.3.2 主动式 414.4 本文所采用的孤岛效应检测方法 434.4.1 主动频率偏移法的不足 434.4.2 孤岛效应检测的可行方案 454.4.3 对 MATLAB 仿真结果的分析 464.5 本章小结 505 并网系统的设计 515.1 TMS320LF2407 的任务 515.2 数据采集信号调理电路 515.2.1 直流量 525.2.2 交流量 535.3 捕获电路 555.4 并网控制方法 555.5 系统的保护设置 59结论 61参考文献 62作者简历 65学位论文原创性声明 66学位论文数据集 67-- PAGE 10 -1 绪论1.1 光伏发电的研究背景、目的与意义1.1.1 太阳能是石化能源的主要替代能源之一能源可以说是人类社会发展进步动力。从进化史上看，人类始终在探索各种能够帮助生存发展的自然资源，能源所被使用的程度反映了人类社会前进的脚印。从古老的原始社会至发达的当今社会，化石能源在不知不觉中已经是人类社会最主要的能量来源。然而人类社会对能源的需求量持续快速增大，传统能源日益枯竭。我们开始倡导煤炭和石油这些宝贵化石能源必须保留给后代作为“化工原料”，绝对不能把化石原料当作燃料而大量消耗[1]。很长一段时间书本都告诉我们中国乃是一个地大物博物产丰富的国家，我们国家的煤炭和石油等化石能源储蓄量很多。但事实上中国的很多不可再生资源的储备量都比世界平均水平低很多。1993 年开始至今中国已经成为石油净进口国之一，同时目前已经发现的石油储备只能开采 14 年。煤炭资源也会在二十一世纪末期开采殆尽[2]。所以政府也开始普及我国不可再生能源的现状来提高人民对开发新型能源的紧迫感。综上所述，依照可持续发展的战略思想我们必须开发利用新能源即可再生能源以及绿色能源。在众多的新型能源中，太阳能无可厚非的成为最理想的对象之一。很多能源方面的教授专家也认同，太阳能必然成为未来人类社会发展最主要能源。太阳能平均一天可到达地表的能量约等于几亿万箱石油燃烧后所释放的能量[3]。同时作为绿色能源，开发利用太阳能还能够减轻环境污染。所以从可持续发展战略思想、降低全球环境污染物排放量以及能源危机三方面考虑，以太阳能替代传统能源意义深远。伴随能源危机以及环境污染问题愈来愈受到人们的关注，光伏(Photovoltaic PV)发电技术应运而生，其也是开发利用太阳能的最重要的方式。对于太阳能发电的研究利用是很直接的解决传统能源匮乏和全球污染问题的手段，拓宽太阳能发电的市场需求以及提高光伏发电的技术水平，对于全人类来说都具有深远的意义。1.1.2 太阳能发电的优势和存在的问题光伏发电具备很多传统能源所无法比拟的优势，比如其开发利用过程不会造成环境污染并且太阳能资源丰富可再生。我们就用 30KW 光伏并网发电站举例：其年均发电量约 3 万度，这和火力发电站比较一年能够减少 12.5 吨的煤消耗，消除废弃煤渣 3 吨左右还能