基于微电网的光伏发电系统研究

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进入21世纪,随着石油、煤等不可再生能源的枯竭,人类进入大规模开发利用新能源的关键期。可再生能源发电成为新能源利用的重要途径,然而随着越来越多的分布式发电接入配电网,传统配电网的结构将发生变化。分布式发电大量采用现代电子技术,同时也产生大量影响电能质量的谐波,会威胁配电网的安全运行,给新能源的利用造成了阻碍。微电网概念的提出为新能源的利用提供了新的思路。微电网能够充分发挥新能源的特点,是未来人类能源与环境的钥匙,可以预见,围绕新能源的利用,微电网的建设在21世纪会出现高速的发展期。本文以微电网为核心技术,围绕光伏发电,对微电网的运行,控制技术和光伏发电技术进行了研究。本文对微电网系统控制和运行、光伏发电系统的控制等方面进行研究,详细的介绍了微电网运行的控制思想和光伏逆变电源的控制策略。本文在对介绍的控制策略进行仿真的基础上,搭建了一套实验样机。论文的主要工作如下:(1)阐述了微电网的发展历程以及建立微电网的必要性和可行性,介绍了光伏发电的基本方法,研究了控制光伏电池最大功率输出的最大功率点跟踪算法。(2)设计了一个无逆流微电网系统,主要控制包括微网控制器、负载控制器和光伏逆变控制器,此微电网系统主要是基于光伏发电。微网控制策略主要作用是控制微电网并网运行和孤网运行,同时控制光伏发电的最大功率输出和指定功率输出,指定功率输出的主要目的是使光伏发电的电功率不向大电网输出,避免给大电网的正常运行带来威胁。(3)分析了三相逆变电路的拓扑结构,改进了传统的光伏逆变系统,不仅可以进行最大功率跟踪并输出最大有功功率,还可以通过微网控制器输出指定的有功功率和无功功率。应用MATLAB仿真软件对三相逆变系统进行仿真,分析逆变系统的总体性能,验证设计思想的可行性。(4)对上面的设计模型进行实物设计,搭建了一套满足项目要求的实验样机,系统主要采用TI公司的TMS320F28335DSP作为控制核心,给出各主要模块的软件设计流程图。
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