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论文开题:光伏发电并网系统中逆变器控制方法的研究

发表时间:2013/9/17 19:31:34
目录/提纲:……
一、光伏发电并网系统中逆变器的控制方法:重复PI控制
二、基于matlab/simulink建立单相或三相光伏并网系统模型
三、确定合适的参数
3、掌握逆变器工作原理
……

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院: 信息科学与工程学院            专业班级:2009级电气工程及其自动化B班
课题名称 光伏发电并网系统中逆变器控制方法的研究

1、本课题的研究目的和意义:

随着全世界的人口不断增长,经济水平不断提高,煤、石油和天然气等能源的消耗越来越多,能源危机已经成为了全球性的问题。与此同时,伴随着化石能源的消耗会对生态环境造成严重的污染,而这一问题不仅对我们自己而且还会对子孙后代的健康造成很大的影响,还会制约社会的发展,所以新能源的开发和利用收到越来越多的重视。作为可再生能源的太阳能,它是一种清洁的能源,它资源丰富,取之不尽,用之不竭,而且不会污染环境,所以太阳能取代化石能源是保护生态环境、走可持续发展的必经道路。
所以电力系统也正面临着巨大变革, 利用太阳能资源的发电方式逐渐受到了各国重视。随着光伏技术的日益发展,太阳能的光伏利用逐渐从无电地区发展至有电地区,许多国家都推出庞大的光伏发电计划,分布式发电将成为未来电力系统的发展方向,其中,光伏发电以其独特的优点,被公认为技术含量高、最有发展前途的技术之一,除大型光伏电站以外,3~5 kW的屋顶
……(新文秘网https://www.wm114.cn省略822字,正式会员可完整阅读)…… 
研究具有很大的意义。随着投入使用的并网逆变装置增多,其输出的并网电流谐波对电网电压的污染也不容忽视。
在此,提出重复PI并网逆变器输出电流反馈控制策略,使抑制网侧和负载侧对并网输出电流的周期性扰动,降低并网电流的总谐波畸变系数;并且使逆变器输出并网电流实时跟踪参考正弦给定信号。本课题在参考已有文献、简要比较分析各种常用逆变器控制方法的基础上,基于matlab/simulink建立单相或三相光伏并网系统模型,确定合适的参数,采用某一种较佳的并网逆变器输出电流反馈控制策略,对其进行仿真分析,揭示相应控制策略的特点,验证设计方法的可行性与有效性,为光伏并网逆变器的实际设计提供依据。

2、 文献综述(国内外研究情况及其发展):

世界各国特别是发达国家都十分重视光伏发电技术。90年代后期,光伏产业发展迅速,成为全球增长速度最快的产业之一,最近10来年许多国家一直在通过改进太阳能电池的工艺来降低光伏发电系统的成本,通过建立新的拓扑电路结构和控制技术来提高光伏发电的效率!并网的稳定性!可靠性和最大功率并网传输。虽然我国光伏产业在近十年来取得了一定的发展,但相比于蓬勃发展的其他国家,我国光伏控制系统的技术还比较落后,总体上我国的光伏技术仍处于初级研发阶段,技术落后!规模小!特别是并网的一些关键技术仍不能实现自主研制。比如:目前我国在小功率逆变器上与国外处于同一水平,但在大功率逆变器和一些关键技术上差距很大。我国光伏发电在1971年首次成功应用于东方红二号卫星上,光伏发电系统的开发应用以及并网运行在近十年来逐步取得了一定的经验,但是在逆变器并联控制策略、并网的有功和无功控制、系统的稳定性和可靠性、三相不平衡负载对输出三相电压的对称度的影响等诸多问题所涉及的技术和应用还需要解决。从世界范围来看,我国属太阳能资源十分丰富的国家。有关数据表明:_2/3以上地区年日照数都大于2000小时,太阳能理论上储量高达17000亿吨标准煤/年。_西部地区,年太阳最高辐射量排世界第二,仅次于撒哈拉大沙漠,具有利用太阳能发电的良好条
件随着我国对光伏产业的重视,我国的光伏产业必将得到快速地发展"因此,面对我国如此巨大的市场需求,提高光伏电池的转化效率以及实现光伏并网系统的产业化,我们必须掌握光伏并网发电系统的关键技术,不断的完善关键技术的创新光伏电池发出的只能是直流粗电,而包括并网在内的许多用电场合需要交流电,因此,具有直流/交流转换的逆变器是光伏发电系统的关键部件,其重要指标是可靠性和转换效率"前几年,我国通过引进技术和设备成功建造了光伏并网实验系统,取得了一定的经验,但是在光伏并网技术中究竟还存在多少问题,给市电网带来多少危害,还没有定性和定量的研究。
光伏发电系统的结构如图1一3所示太阳能电池产生的直流电给蓄电池充电,蓄电池完成稳压和储能功能;然后通过DC/DC升压/降压电路直接给直流负载供电或作为逆变器的直流电源,在DC/DC转换过程中实现最大功率点跟踪;最后将经过DC/AC逆变的交流电送给交流负载或市电网。

下面介绍光伏发电各个控制部分!研究现状以及存在的问题:
(1)直流变换技术(DC/DC)
直流/直流变换技术主要用来实现蓄电池充电!为本地用户和逆变器提供所需的直流电压,其主要功能是提供负载所需要的稳定的直流电压和实现最大功率跟踪。
(2)逆变技术(DC/AC)
逆变器包括单相和三相逆变器,它是把光伏电池经过DC/DC变换后的直流电压或蓄电池的电压变换成交流电能的一种电力电子变换装置传统单相或三相逆变器主电路拓扑结构和控制算法比较多,技术也相对比较成熟"随着电力电子技术的发展,在光伏发电系统中,逆变器越来越得到研发人员的重视"特别是在提高逆变器的效率,可靠性,功率密度和实现最大电能传输方面,需要对光伏发电系统逆变器的新型电路拓扑结构设计,高频开关技术,数字控制技术!。智能检测和保护,谐波和电磁干扰抑制等方面都需要进行深入的分析和研究。
(3)逆变器并联技术
在大容量光伏发电系统中,由于单一的开关器件不能承受大电流通过,同时考虑到系统的可靠性、稳定性和可扩展性,光发电系统需要多个逆变器并联运行以满足发电系统的需求,在20世纪80年代,国外对

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