论文摘要
随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重,太阳能利用受到世界各国的普遍关注,而太阳能光伏发电是太阳能利用的主要发展趋势,必将得到快速的发展。近几年,国家新能源政策的逐步深入和光伏制造业产业链的日趋完善极大地推动了我国太阳能光伏发电行业的发展。本文就是在此背景下,对光伏发电系统中的平衡部件进行了研究,具有重要的现实意义。本文首先分析了光伏电池输出特性及光伏发电系统平衡部件的要求,并针对目前光伏发电系统中传统的DC-DC变换器的不足,结合光伏发电系统对DC-DC变换器性能指标的要求,设计了一种新型的具有升降压功能的双向交错式并联DC-DC变换器,阐述了DC-DC变换器关键元件参数的选取和控制器的设计,实验结果表明该DC-DC变换器具有较高的效率和良好的静动态性能。其次,在研究蓄电池充放电原理的基础上,分析了蓄电池作为光伏发电系统储能元件的充电策略,并针对传统充电策略的缺点,提出了一种安全高效的改进型智能充电策略,该策略能延长电池寿命并具有较快的充电速度最后,以多电平技术为基础,分析了传统三电平逆变器的中点电位不平衡的原因,设计了一种新的拓扑结构,仿真和实验结果表明该拓扑能极大地改善三电平逆变器中点电位不平衡问题。本文搭建了一套由光伏电池、蓄电池、充放电管理电路、三电平逆变电路组成的光伏发电系统实验平台,测试结果表明文中设计的光伏发电系统结构合理、电能转换效率高、电能质量好。本论文的研究为光伏发电系统进一步推广应用奠定了坚实的基础。
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