太阳能光伏发电及其并网控制技术的研究硕士学位论文

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1、华北电力大学（保定）硕士学位论文太阳能光伏发电及其并网控制技术的研究姓名：吴丽红申请学位级别：硕士专业：电气工程；电力系统及其自动化指导教师：杨淑英2011-03华北电力大学硕士学位论文摘要目前，随着绿色能源可再生能源的大规模开发和利用，太阳能凭借其独特的优点得到了更多的关注。太阳能是当前世界上最清洁、最现实、大规模开发利用最有前景的可再生能源之一。其中太阳能光伏利用受到世界各国的普遍关注，而太阳能光伏并网发电是太阳能光伏利用的主要发展趋势，必将得到快速的发展。本论文就是在此背景下，对太阳能并网发电系统中最大功率跟踪控制技术、并网控制策略、孤岛效应检测

2、方法等进行了研究，具有重要的现实意义。太阳能光伏并网发电系统的两个核心部分是太阳能电池板的最大功率点跟踪（MPPT）控制和光伏并网逆变控制。首先，本文对太阳能电池的工作原理及工作特性进行介绍，详细分析太阳能电池工作的等效电路和数学模型。其次，本文详细分析了太阳电池阵列的输出特性I—V特性和P—V特性，他们具有强烈的非线性性质，特性曲线主要受到日照强度、阵列温度和串联电阻的影响。对几种传统的最大功率点跟踪（MPPT）控制算法进行了研究、分析和比较，提出各自优缺点。再次，本文对并网逆变器系统进行了数学分析，建立了数学模型，并根据此数学模型，提出并实现了一种

3、基于均值外环、瞬时值内环的并网电流控制策略，同时采用了电网电压前馈的控制方式，消除电网电压对系统动态性能的影响，降低其并网电流THD。结合MATLAB/Simulink工具，建立了系统的仿真模型，分析了控制方案的可行性，实现了较好的并网效果。最后，本文详细分析研究了孤岛效应检测方法，介绍了几种常见的被动式及主动式的孤岛检测算法，讨论了检测盲区的概念。本文采用了一种基于正反馈的功率扰动孤岛检测法，既能保证及时准确地检测出孤岛，还能降低对并网电流造成的干扰。关键词：光伏；并网发电；最大功率跟踪（MPPT）；逆变器；孤岛检测I华北电力大学硕士学位论文Abst

4、ractAtpresent,withthegreenandrenewableenergy’sdevelopingandapplyingonalargescale,solarenergyisacceptedcommonlyattentionbecauseofitsparticularadvantages.Solarenergyisoneofthemostclean,practicalandlargescaleregenerationenergyresources.ThePVgrid-connectedsystemwillbethemainutilizat

5、ionofsolarenergy,soitwillbedevelopedrapidly.Underthisbackground,thedissertationdeeplyresearchestheMaximumPowerPointTracking(MPPT)control,controlstrategyofgird-connectedsystemandIslandingdetection.IthassignificancetoresearchonthePVgrid-connectedsystem.Solararraymaximumpowerpointt

6、rackingcontrolalgorithmsandphotovoltaicgrid-connectedinvertercontrolarethetwocorepartofPVgridconnectedsystem.Firstly,thispaperintroducestheoperationalprincipleandperformancecharacteristicofPVcells,anddescribestheequivalentcircuitandmathematicalmodeldetailedly.Secondly,thispaperi

7、ntroducesseveraltraditionalmaximumpowerpointtrackingcontrolalgorithms.Bycomparingthesecontrolalgorithms,therespectiveadvantagesanddisadvantageshavebeenfound.Thirdly,thispaperintroducesthemathematicalanalysisonthegid-connectedinverterandestablishesthemathematicalmodel.Accordingto

8、themathematicalmodel,thepaperproposesandrealize