正文描述:《大功率光伏发电并网系统拓扑研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、3.3.2IGBT设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯343.3.3滤波电路设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..344仿真和试验分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯384.1MATLAB仿真软件简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯384.2光伏发电并网系统仿真模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯384.3仿真结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯404.3.1光伏阵列输出特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.404.3.2并网变流器输出⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.434.4试验结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.444.4.1MPPT控制的测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯444.4.2并网变流器输出试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.475结论和展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..505.1结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..505.2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯50参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.52附录
3、A⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯54作者简历⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.57独创性声明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯58学位论文数据集⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯591引言1.1太阳能和光伏发电的意义从人类对能源技术的利用程度来看,大概经历了三个阶段:第一是植物燃料,第二是煤炭,第三是石油。生产力的每一次飞跃,都离不开能源的作用。自从工业革命以来,人类对能源的需求日益增大。化石燃料急剧减少,能源危机的到来无疑阻碍
4、着生产力的发展和人类的进步。因此,寻找新型能源成了人类的共同课题。随着科技的发展,太阳能作为储量无限、存在普遍、开发利用清洁的绿色能源,已经在经济生产中显露出自身的优势,它的开发利用将最终解决常规能源特别是化石能源带来的能源短缺、环境污染和温室效应等问题,是人类理想的替代能源。美国科学家特拉维斯·布拉德福德(TravisBradford)曾在其创作的《太阳革命》一书中预言:太阳能将在未来20年内成为功效最佳、价格最低廉的替代能源,其价格将在lO年内下降一半,20年内下降75蚶¨。对太阳能的利用主要包括两个方面:一是
5、太阳能热利用,通过转换装置把太阳辐射能转换为热能加以利用,再利用热能进行发电称为太阳能热发电;二是太阳能发电,通过转换装置把太阳辐射能转换成电能加以利用,由于通常是利用硅材料的光伏效应原理进行光电转换,所以又称为太阳能光伏发电。在太阳能的有效利用当中,太阳能光电利用是近些年来发展最快、最具活力的研究领域,是其中最受瞩目的项目之一。国际上普遍认为,在长期的能源战略中,太阳能光伏发电在太阳能热发电、风力发电、海洋发电、生物质能发电等许多可再生能源中具有更重要的地位。太阳能发电,即光伏发电是指利用太阳能电池这种半导体电子
6、器件有效地吸收太阳光辐射能,并使之转变成电能的直接发电方式。其发电原理如图1.1所示,半导体PN结内两种载流子向对方区域内扩散,形成宽度很窄的空间电荷区W,电位差为Ei。在电力场的作用下,少数载流子产生漂移运动,空穴从N区向P区运动,自由电子从P区向N区运动。在无其它激发的情况下,参与扩散的多子数目等于参与漂移的少子,无法构成电流,输出电能为0。当有太阳光照射时,光伏电池受太阳光子的冲击,产生大量的处于非平衡状态的电子一空穴对,少数载流子在内电场Ei的牵引下,扩散到对方区域,然后在PN结中成光生电场Eph,扩散电流
7、不再等于漂移电流,因而PN结有电流流过,输出电能不为零。jE塞銮垣太堂亟±堂焦i佥塞里l宣.弓夸包OoOg毒您§§§OoO勿◇◇§6@OoO℃.O℃卜一空间电荷区—一-一内建电场方向——+扩散运动方向图1.1光伏发电原理图Figure1.Iphotovoltaicpowergenerationprinciplediagram光伏发电具有以下明显的优点:1)太阳能资源为可再生能源,取之不尽,用之不竭,太阳能在地球上分布广泛,基本上不受地域限制,光伏发电具有理想的可持续发展属性;2)光伏发电由于不消耗化石燃料,对空气、
8、环境无污染,无任何物质及声、光、电、磁、机械噪音等的“排放”,是绿色环保的新型能源;3)太阳能资源随处可得,可就近供电。不必长距离输送,避免了长距离输电所造成的能量损耗,节省了输电成本;4)光伏发电的能量转换过程简单,是直接从光子到电子的转换,没有中间过程(如热能转换为机械能,机械能转换为电磁能等)和机械运动,不存在机械磨损。根据热力学分析,光伏发电具有很高
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