太阳能光伏并网发电系统研究.doc

光伏发电系统研究
(陕理工电气工程系电气工程及其自动化专业电气班,陕西汉中 723003)
指导教师:
[摘要]
随着环境污染和能源短缺问题的日趋严重,寻找一种储备大、无污染的新能源已经上升到世界各国的议事日程。太阳能作为当今最理想环保的能源之一,已经得到了人类越来越广泛的应用。本文以光伏并网发电系统为研究对象,进行了光伏并网发电系统的理论研究和设计,具有重要的现实意义。光伏并网逆变器是光伏并网发电系统中必不可少的设备之一,其效率的高低、可靠性的好坏将直接影响整个光伏发电系统的性能和投资。本文主要研究适用于并网型光伏发电系统的逆变器。
本文以一个完整的光伏并网发电系统为研究对象,重点对单相光伏并网系统进行了全面的分析,并从并网系统的主电路拓扑、控制策略、孤岛效应等几个方面做了详细的分析。
首先,介绍了国内外光伏并网发电产业的现状,并对光伏并网发电系统的组成结构、优缺点、发展趋势及光伏并网发电系统对逆变器的要求做了简单介绍,对光伏并网发电系统建立了总体认识。
其次,讨论研究了逆变器主电路的拓扑形式,并根据实际情况,选择了无变压器的两级结构,即前级DC/DC变换器和后级DC/AC逆变器,两部分通过Dclink连接。前级的DC/DC模块采用Boost 拓扑结构,后级的DC/AC逆变器采用全桥逆变实现,向电网输送功率。讨论确定了逆变器输出电流的控制方式,并最终确定了光伏并网发电系统的总体方案。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。本文以数字信号处理器芯片TMS320LF2406A为核心,设计了控制电路并给出了驱动电路、保护电路的设计。
再次,孤岛效应问题关系到光伏并网发电系统的安全问题。本文分析了孤岛效应产生的原因、对电网的危害和目前各种常用的被动和主动及外部孤岛效应的检测方法。根据本文涉及的光伏并网发电系统的特点,采用了电压前馈正反馈检测孤岛的方法,然后详细介绍了该方法的原理和实现过程。
[关键词] 光伏并网发电系统;逆变器;孤岛效应;DSP;可靠性分析
目录
引言..................................................4
第1章绪论............................................5
光伏发电的前景....................................5
国外光伏发电的现状及前景...........................5
国内光伏发电的现状及发展...........................5
光伏发电的意义.....................................6
第2章光伏发电系统....................................7
光伏发电系统类........................................7
独立式光伏发电系统...............................7
并网式光伏发电系统...............................7
分布式光伏发电系统...............................7
光伏并网发电系统简介..................................8
光伏并网发电系统的组成...........................8
光伏并网发电系统的优缺点.........................8
本文的主要研究内容....................................9
第3章光伏并网逆变器设计.............................10
光伏并网逆变器的选择.................................10
光伏并网发电系统对逆变器的要求..................10
并网逆变器结构的选择............................11
并网逆变器回路方式的选择........................11
并网逆变器控制策略的选择........................12
逆变器系统总体控制方案分析......................14
系统的总体方案................................