光蓄互补发电系统技术的研究

论文摘要

传统的化石能源的储量正在日益枯竭,大量使用化石燃料对人类生存环境的危害也日益突出,为确保能源供应,保护自然环境,开发利用可持续的清洁能源已势在必行,太阳能发电本身的优点使其在新能源的开发利用中脱颖而出。本文研究了一种太阳能电池板和蓄电池相结合的光伏发电系统,系统在电网正常时并网运行,在电网故障时切断与电网联系,由太阳能电池板和蓄电池给负载协调供电。文章对系统的电路拓扑、工作模式以及控制策略进行了深入的研究,首先研究了光蓄互补发电系统的两级拓扑结构,之后对主电路关键电路参数以及控制电路进行了设计,其次,在分析了太阳能电池板和蓄电池的特性后针对最大功率跟踪和蓄电池的充放电控制策略进行了研究,本文三相逆变器采用基于SVPWM的空间矢量控制方式,在介绍了SVPWM的基本原理及合成方法后,对并网和离网两种系统工作模式的控制策略进行了研究,最后,基于硬件设计方法和控制理论研制了光蓄互补发电系统用变流器,并搭建试验平台对系统进行试验测试,验证了系统硬件设计和控制策略的正确性。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 光伏发电的必要性及优点
• 1.2 光伏发电的国内外发展状况
• 1.2.1 国外光伏发电的现状及发展
• 1.2.2 国内光伏发电的现状及发展
• 1.3 光伏发电系统介绍
• 1.3.1 离网光伏发电系统
• 1.3.2 并网光伏发电系统
• 1.4 光蓄互补发电系统
• 1.5 本文所做工作
• 第二章 光蓄互补发电系统总体介绍
• 2.1 系统整体设计
• 2.2 系统工作模式
• 2.3 系统工作原理
• 2.3.1 DC/DC变换器
• 2.3.2 三相PWM整流器
• 第三章 系统硬件设计
• 3.1 主电路参数设计
• 3.1.1 升压电感设计
• 3.1.2 直流支撑电容设计
• 3.1.3 交流侧滤波电路设计
• 3.2 控制电路设计
• 3.2.1 采样与调理电路
• 3.2.2 硬件保护电路
• 3.2.3 AD转换调理电路
• 3.2.4 同步电网电压信号电路
• 第四章 系统控制策略
• 4.1 太阳能电池最大功率跟踪控制（MPPT）
• 4.1.1 太阳能电池的数学模型及其特性
• 4.1.2 最大功率跟踪控制策略
• 4.2 蓄电池充放电控制
• 4.2.1 蓄电池充放电方法
• 4.2.2 蓄电池充放电控制逻辑
• 4.3 三相PWM整流器（VSR）的控制
• 4.3.1 三相PWM整流器建模
• 4.3.2 空间矢量脉冲宽度调制介绍（SVPWM）
• 4.3.3 三相PWM整流器控制策略
• 第五章 实验结果与分析
• 5.1 MPPT试验
• 5.2 蓄电池充放电试验
• 5.3 并网试验
• 5.4 离网试验
• 第六章 总结
• 参考文献
• 附录A
• 作者简历
• 学位论文数据集