太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制問(wèn)題研究

1、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制問(wèn)題研究 浙江工業(yè)大學(xué) 博士學(xué)位論文 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制問(wèn)題研究 姓名：熊遠(yuǎn)生 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士 專業(yè)：控制理論與控制工程 指導(dǎo)教師：俞立 20091220 浙江工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制問(wèn)題研究 摘 要 世界能源危機(jī)和環(huán)境污染使得開(kāi)發(fā)利用可再生能源和各種綠色能源以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā) 展成為人類必須采取的措施。近年來(lái)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，太 陽(yáng)能光伏發(fā)電不僅是當(dāng)今能源的一個(gè)重要補(bǔ)充，更具備成為未來(lái)主要能源之一的潛力。 本文以太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)其中的控制問(wèn)題，包括光伏陣列模型的建 立、光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法

2、、DCDC變換器及并網(wǎng)控制策略、孤島檢測(cè)、遠(yuǎn)程 監(jiān)控等進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。本文的主要工作和成果如下： 1光伏陣列應(yīng)用特性是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)研究中的最基本問(wèn)題，本文在廠家提供 的常見(jiàn)參數(shù)的基礎(chǔ)上，提出了光伏陣列的四參數(shù)工程模型，該模型能復(fù)現(xiàn)光伏陣列在任意 溫度及光強(qiáng)下的特性，為電路仿真和系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。 2最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中提高系統(tǒng)效率的重要手段。本 文在分析介紹恒電壓法、擾動(dòng)觀察法和電導(dǎo)增量法基礎(chǔ)上，提出了恒壓法結(jié)合擾動(dòng)觀察法、 恒壓法結(jié)合電導(dǎo)增量法的最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了固定的開(kāi)關(guān)頻率，并可通過(guò)對(duì)控制參數(shù)的調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)整系統(tǒng)性能。 4并網(wǎng)電流的跟蹤

3、控制是太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，基于滑模變 結(jié)構(gòu)控制，對(duì)單級(jí)式單相并網(wǎng)系統(tǒng)采用L，LC濾波器的情況進(jìn)行了研究，為了克服常見(jiàn) Buck型并網(wǎng)逆變器直接并網(wǎng)時(shí)要求光伏陣列電壓高于電網(wǎng)電壓，研究了使用Boost型逆變 器進(jìn)行并網(wǎng)。 5孤島效應(yīng)是太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中必須解決的問(wèn)題。本文分析了孤島產(chǎn)生的原因 及常見(jiàn)孤島檢測(cè)方法。在太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，為了獲得最大輸出功率，并網(wǎng)電流 幅值要隨外部環(huán)境變化而變化。并網(wǎng)時(shí)，由于大電網(wǎng)的鉗制作用，公共耦合點(diǎn)電壓等于電 網(wǎng)電壓；斷網(wǎng)時(shí)，變化的并網(wǎng)電流幅值將導(dǎo)致公共耦合點(diǎn)電壓的變化，基于此提出了并網(wǎng) 浙江工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文 電流幅值擾動(dòng)的孤島檢

4、測(cè)算法。 裝置，在此基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了以ARM為核心的光伏并網(wǎng)發(fā)電的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)采Jfj以 太網(wǎng)以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。 7最后，總結(jié)全文，指出了有待于進(jìn)一步研究的方向。 關(guān)鍵詞：光伏，最大功率點(diǎn)跟蹤，DCDC變換器，并網(wǎng)，滑模控制，孤島檢測(cè) 浙江工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文 RESEARCHoNCoNTRoL PRoBLEMSoFSoLAR TAIC PHoToVoIGENERATIoNSYSTEM ABSTRACT The ofworld crisisandenvironment makesit to problem energy pollution necessaryexploit therenewa

5、bleand sources，inordertorealize greenenergy sustainable andindustrieshavemade in recent photovoltaic(Pgenerationtechnologies great year progress PV Solar hasbecomeoneofthemost hasthe to generation supplementenergy,and potentiality becomeoneofthemain energy Thisthesis on focusesthecontrol ofsolarPV i

6、nclude problems generationsystem，which thePV army,imum methodsforPV modeling powerpointtracking(MeeT)control arrays， thecontrol inDCDCconvertersandPV detection strategies girdconnected systems，islanding methodsin remote PV鰣-connectedsystem, monitorandcontrolforPV maincontents systemsThe andresultsar

7、e弱follows： 1The characteristicofPV isthebaseof PV application arrays researchonsolargeneration thesis four modelofPV 0nthebaseof systemThispresentsparameters engineering arrays COITln'lOll manufacturesThemodeltail thecharacteristicofPV parametersprovidedby replicate in and model abasisfor and ar

8、raysanytemperatureintensityTheprovides circuitsimulation system design 2TheMPPTcontrolmethod isoneof meansto in important improvesystemefficiency solarPV thesis twoMPPTcontrolmethodsbasedonthe generationsystemThisproposes andintroductiontheconstant methodand analysis voltage conductance method，perturbobserve incrementmethodOneMPPTmethodis proposed themethod constantmethod combing voltage with otheristhemethod constant methodwith method，the perturbobserve combing voltage conductanceincrementmethod 3DCDCconvertershavewide insolarPV application generationsystemThesliding variable