基于DSP的光伏发电系统并网技术的仿真研究.pdf

大连交通大学
硕士学位论文
基于DSP的光伏发电系统并网技术的仿真研究
姓名：贺琳
申请学位级别：硕士
专业：交通信息工程及控制
指导教师：金钧
20090612
要摘传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害同益突出，同时全球还有亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展，太阳直接辐射到地球的能量研究方向，光伏并网逆变器是光伏并网发电系统的核心部件。本文主要内容如下：本文概述了光伏发电技术的背景和意义、存在的问题与前景，光伏并网发电技术的论述了光伏电池的工作原理、伏安特性和输出功率等，为实际应用提供了理论基础。由于光伏阵列是一种非线性的电源，因此最大功率点跟踪控制是光伏并出采用最优梯度法来跟踪最大功率点，使得分析结果满意，算法简单。光伏并网系统由光伏阵列、变换器和控制器组成，文中采用两级式逆变拓扑结构，重点设计了直流．直流变换器、直流一交流逆变器、基于目刂频缏芬约跋低潮；さ路，分析了电路的工作原理，对主控单元的硬件和软件部分做了详细分析，并根据要求确定了合适的参数和电子器件，在／工作软件中建立一台直流本文通过比较分析，得出并网逆变器采用电流控制模式更为合理的理论。并用／建立了以数字控制策略为基础的电流跟踪的模型，确定合适的参数，进行仿真，对本文采用的控制策略进行了实验验证。关键词：光伏发电；最大功率点跟踪；逆变器；丰富，分布广泛，可以再生，不污染环境，是国际社会公认的理想替代能源。光伏发电结合其自身的优点和特点，日益得到各国的重视。光伏并网发电是光伏发电的一个重要现状和发展，并简单介绍了光伏发电并网系统的结构和分类，对光伏并网发电有一个全面的认识。网系统经常遇到的问题，本论文在分析和比较了各种常用控制方法的基础上，提至交流的逆变器，对其仿真来验证设计的可靠性和可行性。摘要。
—琺．篜—／；；；人连交通人学貉妒甖何论文甋琲，，，．甅，，，，琣，痶甌；瑀琩．甈．．，琕猘琾疍ぁ，琣甎’瑃，．
第一章绪论弟一早珀光伏发电研究的背景和意义．裟苁腔茉吹闹饕L娲茉粗太阳能作为一种巨能的可再生资源，每天到达地球表面的辐射能量相当于数亿万桶石油燃烧的能源。丌发和利用丰富、广阔的太阳能，可以对环境不产生或产生很少的污染，太阳能既是近期急需的能源补充，也是未来能源结构的基础。无论是从经济社会走可持续发展之路和保护人类赖以生存的地球生态环境的高度来审视，还是从特殊用途来解决现实能源供应问题出发，开发利用太阳能都具有重大战略意义。人类在开发利用能源的历史长河中，以石油、天然气和煤炭等化石能源为主的时期，仅是一个不太长的阶段，它们终将走向枯竭而被新的能源所代替。人类必须及早寻求新的替代能源。研究和实践表明，太阳直接辐射到地球的能量丰富，分布广泛，可以再生，不污染环境，是国际社会公认的理想替代能源。从环境角度来看，化石能源的大量开发和利用，是造成大气和其他类型环境污染与生态破坏的主要原因之一。据研究报道，约％的温室气体是人类活动引起的，其中’的作用约占％。可见，，是大气中的主要温室气体类型，而化石燃料的燃烧是闹饕E欧旁础晔澜缫淮文茉聪中，石油、天然气和煤炭分别占．ァ％和．ィ⒋锕叶嗍允臀V饕D源。这些化石燃料向大气排放了大量的’。人们可以预计：如果不对温室气体采取减排措施，从世纪初起，全球平均气温每年将升高℃，到年全球平均气温中国的能源开发利用对于环境造成的污染同样非常严重。中国是世界上少数几个能源结构以煤炭为主的国家，也是世界上最大的煤炭消耗国。年中国煤炭消费量占世界煤炭总消费量的．ィ灰淮文茉垂钩芍校禾空季灾鞯嫉匚唬急戎卮ィ煤炭燃烧所产生的温室气体的排放量比燃烧同热值的天然气高％，比燃油高％。年中国排放，居世界第一位，其中％是燃煤排放的。年中国排放．’居世界第一位，其中．ナ怯扇济夯鸬缗欧诺摹Ｓ捎谀茉蠢眉捌渌廴驹创罅颗欧呕境污染物，年造成中国有％的城市环境污染中的颗粒物超过国家限制值；有个城市的ǘ瘸业呐欧疟曜迹サ某鞘谐鱿止嵊辏婊锕撩婊％：许多城市的Ⅳ性鑫藜酢Ｌ裟芸梢灾苯永茫旧厦挥形廴疚锱欧牛褰干净。目前，各种发电方式的碳排放率碳／甴：煤发电为头⒌缥，天然气发电为裟苋确⒌缥裟芄夥⒌缥ɡ朔⒌缥Ｑ将升高．妗
方式一电能，从而具有热利用不可比拟的优势，光伏发电系统与其他发电系统相比具有温差发电为，潮流发电为，风力发电为，地热发电为，水力发电为Ｕ庑数据是以各种发电方式所用的原料和燃烧的丌采和运输、发电设备的制造、电源网架的建设、电源的运行发电以及维护保养和废弃排放与处理所有循环中消费的能源