光伏并网发电系统的MPPT及孤岛检测新方法的研究-电力电子与电力传动专业论文.docxVIP

impact on power quality, its detection is simple and convenient, system is stable and feasible. Key Words：Grid-connected solar；Maximum Power Point Tracking (MPPT)； islanding detection；DSP；inverter 目 录 摘 要 Abstract 1 绪论 1 1.1 课题背景及意义 1 1.1.1 光伏并网发电的重要性 1 1.1.2 光伏并网发电的优缺点 1 1.1.3 并网发电系统存在的缺陷 3 1.2 国内外光伏发电发展现状及前景 3 1.3 课题主要研究内容 4 2 光伏并网发电系统理论概述 5 2.1 光伏并网发电系统的基本组成及原理 5 2.1.1 光伏电池组件 5 2.1.2 并网逆变器 6 2.1.3 工频升压变压器 7 2.1.4 控制技术 8 2.1.5 液晶显示器电路 8 2.2 并网的控制技术 10 2.2.1 并网控制对象 10 2.2.2 逆变器并网控制方法 11 2.2.3 系统的保护及抗干扰 11 3. 最大功率点跟踪的实现 13 3.1 光伏电池最大功率点跟踪技术 13 3.1.1 光伏电池的等效电路及输出特性 13 3.1.2 太阳电池最大功率点跟踪方法 16 3.1.3 最大功率跟踪算法仿真 22 3.1.4 仿真结果分析 31 3.2 小结 31 4 孤岛效应检测方法的研究 32 4.1 孤岛效应概念及检测标准 32 4.2 孤岛效应的国际通行标准 33 4.3 孤岛检测方法 33 4.3.1 被动式检测方法 34 4.3.2 主动式检测方法 35 4.4 孤岛分析 36 4.4.1 孤岛检测流程图及仿真分析 37 4.5 本章总结 40 HYPERLINK \l _TOC_250001 5． 基于 DSP 的并网发电系统设计 41 5.1 光伏并网发电系统设计 41 HYPERLINK \l _TOC_250000 5.2 基于 DSP 的控制电路设计 41 5.3 逆变器控制方案的选取 42 5.4 仿真分析 43 5.5 信号检测及处理 44 5.5.1 直流量的采样及处理 44 5.5.2 交流量的采集及处理 46 5.5.3 电网电压同步信号的采集过程 47 5.6 光伏并网发电系统软件设计 48 5.6.1 系统程序流程图 48 5.6.2 定时器中断子程序 49 5.7 软件锁相环的设计过程 51 5.7.1 软件锁相环的实现 51 5.8 小结 53 结 论 54 参 考 文 献 55 作 者 简 历 57 学位论文数据集 59 - - PAGE 10 - 1 绪论 1.1 课题背景及意义 1.1.1 光伏并网发电的重要性 随着全球经济的迅速发展和人口的不断增加，以石油、天然气和煤炭等为主的 化石能源正逐步的减少，将成为世界各国共同面临的能源危机。同时，化石能源造 成的生态失衡和环境污染等问题成为制约社会经济发展并且威胁人类生存的严 重 障碍 [1] 。因此新能源的应用必将成为全球的热点。太阳能资源是最丰富的可再生能 源之一，是国际上可公认的理想的替代能源。 光伏发电是通过太阳能直接的得到应用的一种方式。是一种环境好无污染的新 型发电方式，光伏发电技术得到了全球范围内的应用。目前多数光伏发电系统仍然 采用蓄电池组的方式来独立运行。然而，作为公共电网的一种补充备用，引入了建 立并网型光伏发电系统可以缓解现有电力系统在用电高峰时期承受的安全压力 和 容量。根据统计，光伏并网系统已经占目前光伏发电设备销量的 40%，将会成为该 领域的发展潮流[2] 。所以深入研究光伏并网发电系统是很有必要的，缓解能源的危 机、促进经济的可持续发展起了重大的作用。 1.1.2 光伏并网发电的优缺点 目前，光伏发电系统主要有两种发电模式：一种是独立运行模式和另一种是并 网发电模式。独立式光伏发电系统指：光伏发电系统不能够直接连接到电网上，通 过光伏阵列输出的电能经过 DC-DC 变换、蓄电池、逆变器输出给负载所需要的正弦 波电压，经过配电设备向本地交流负载供电的发电系统[3 ] ，蓄电池将负载不需要的 电能存储起来供日照不足时提供所需要的电能。如图 1.1 所示。光伏并网发电系统 是与电力系统连接在一起,和其他类型的 发电站基本相同，从而 提供有功和无功电 能[4 ]。如图 1.2 所示，这种光伏系统主要是以光伏阵列为主、DC/DC 变换器、逆变 器和控制器所组成并网发电系统。其最大的优点就是：光伏陈列发出的直流