并離網(wǎng)一體光伏發(fā)電系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、本文研究的并離網(wǎng)一體光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏組件、鋰離子電池、公共電網(wǎng)、本地負(fù)載以及功率變換器組成。其中功率變換器包括光伏側(cè)Boost變換器、電池側(cè) Buck-Boost變換器以及負(fù)載側(cè)全橋逆變器。三個(gè)變換器都跨接到公共直流母線上,從而組成一個(gè)直流微網(wǎng)。各個(gè)變換器獨(dú)立工作,共同控制直流母線電壓恒定。系統(tǒng)可并網(wǎng)運(yùn)行向電網(wǎng)饋能,亦可孤島運(yùn)行給本地負(fù)載供電。
　　每個(gè)變換器都有兩種工作模式。具體來(lái)說(shuō):光伏側(cè)Boost變換器可以工作在最大功率點(diǎn)

2、跟蹤(Maximum Power Point Tracking,MPPT)模式和恒壓(Constant Voltage,CV)模式;電池側(cè) Buck-Boost變換器可以工作在Boost模式和Buck模式;負(fù)載側(cè)全橋逆變器可以工作在并網(wǎng)模式和獨(dú)立模式。分析了各個(gè)變換器的基本工作原理,在此基礎(chǔ)之上建立了Boost變換器和Buck-Boost變換器的小信號(hào)交流模型以及全橋逆變器的大信號(hào)模型。設(shè)計(jì)了它們工作在不同模式下的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)參數(shù),并獲得了

3、良好的動(dòng)靜態(tài)特性。簡(jiǎn)要分析了常用孤島檢測(cè)方法,包括被動(dòng)孤島檢測(cè)和主動(dòng)孤島檢測(cè)。針對(duì)文中的并網(wǎng)/獨(dú)立雙模式逆變器,提出了一種控制策略可實(shí)現(xiàn)雙模式逆變器的無(wú)縫切換。
　　并離網(wǎng)一體光伏發(fā)電系統(tǒng)可以工作在四種工況下,即:①孤島運(yùn)行,光伏發(fā)電;②并網(wǎng)運(yùn)行,網(wǎng)側(cè)變換器逆變;③孤島運(yùn)行,電池供電;④并網(wǎng)運(yùn)行,網(wǎng)側(cè)變換器整流。分析了系統(tǒng)工作在每種工況下各個(gè)變換器的工作模式以及系統(tǒng)功率流向。明確了系統(tǒng)中三個(gè)微電源的供電優(yōu)先級(jí)次序?yàn)?光伏組件、鋰電

4、池、電網(wǎng)。在此前提條件下,提出了針對(duì)本系統(tǒng)的能量管理策略。該能量管理策略可根據(jù)光伏組件輸出功率、鋰電池荷電狀態(tài)(State Of Charge,SOC)、負(fù)荷情況以及直流母線電壓變化情況,合理切換系統(tǒng)工況,保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
　　搭建了并離網(wǎng)一體光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)樣機(jī),系統(tǒng)功率等級(jí)5kW。對(duì)系統(tǒng)中的元器件參數(shù)、硬件電路以及軟件流程圖都進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上完成了系統(tǒng)四種工況下的穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)以及工況切換、負(fù)載突變等暫時(shí)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)