光伏發(fā)電系統(tǒng)功率平衡裝置的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著能源危機與環(huán)境污染等問題日益凸顯，尋找清潔可再生能源以取代傳統(tǒng)化石能源對人類社會的發(fā)展具有重要的意義。太陽能作為清潔無污染的新能源儲量豐富，而隨著電力電子技術(shù)的較快發(fā)展，光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成為利用太陽能的最重要途徑。
　　光伏發(fā)電技術(shù)的不斷成熟以及光伏電池成本的不斷降低，使企業(yè)及社區(qū)等擁有了自備式光伏發(fā)電系統(tǒng)，但其發(fā)電功率受溫度、光照以及負載擾動等因素的干擾變化較大。因此，本文提出了一種以市電為輔，光伏發(fā)電能與市電互補的自備式功

2、率平衡光伏發(fā)電系統(tǒng)，并設(shè)計了能夠?qū)崿F(xiàn)市電和系統(tǒng)交流母線之間能量雙向流動的功率平衡裝置。主要內(nèi)容如下:
　　(1)提出了一種自備式功率平衡光伏發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)以市電電網(wǎng)為輔助電源，當(dāng)光伏發(fā)電輸出功率不足為維持負載的穩(wěn)定運行，由電網(wǎng)向系統(tǒng)交流母線傳輸不足部分的能量供給負載;當(dāng)光伏發(fā)電輸出功率足以維持負載的穩(wěn)定運行且有多余能量時，可將多余的能量輸送至市電網(wǎng)。市電電網(wǎng)和系統(tǒng)交流母線之間的能量雙向流動通過功率平衡裝置來實現(xiàn)。
　　(2

3、)研究了功率平衡裝置的拓撲結(jié)構(gòu)。通過分析比較交-交變換的不同拓撲結(jié)構(gòu)，選擇了單相電壓型雙PWM變流器作為功率平衡裝置的主電路拓撲結(jié)構(gòu)。通過對PWM整流器的四象限工作原理的分析，闡明了雙PWM變流器實現(xiàn)能量雙向流動的可行性。
　　(3)分析了光伏電池板的MPPT控制技術(shù)，提出了兩階段的MPPT控制方法。建立了電壓型PWM變流器的數(shù)學(xué)模型，分析了其電流控制方式，并依據(jù)電流內(nèi)環(huán)、電壓外環(huán)的雙閉環(huán)控制方式對PI控制器進行了設(shè)計。提出了功率

4、平衡裝置的協(xié)調(diào)控制策略，并通過仿真進行了驗證。
　　(4)根據(jù)實際的參數(shù)需求，設(shè)計了系統(tǒng)的硬件電路，包括主拓撲電路和控制電路?？刂齐娐分饕蠨SP及其外圍電路、開關(guān)管驅(qū)動電路、電壓電流信號采樣調(diào)理電路等。對系統(tǒng)中主要元器件的參數(shù)進行了計算及型號的選擇。同時設(shè)計了系統(tǒng)的控制軟件，主要包括主控制程序和中斷程序及其子程序的設(shè)計。
　　(5)搭建了光伏發(fā)電系統(tǒng)功率平衡裝置的實驗樣機，實驗效果驗證了提出的控制策略的有效性以及軟硬件設(shè)計