最新畢業(yè)論文離網(wǎng)型太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 法擾動(dòng)觀察法的原理是:在每個(gè)控制周期用較小的步長(zhǎng)改變太陽(yáng)能電池陣列的輸出，改變的步長(zhǎng)是一定的，方向可以是增加也可以是減少，控制對(duì)象可以是太陽(yáng)能電池陣列的輸出電壓或電流，這一過(guò)程稱(chēng)為“擾動(dòng)”。其次，難以選擇合適的變化步長(zhǎng)，步長(zhǎng)過(guò)小，跟蹤的速度緩慢，太陽(yáng)能電池陣列可能長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行于低功率輸出區(qū)，步長(zhǎng)過(guò)大太陽(yáng)能電池陣列在最大功率點(diǎn)附近的振蕩又會(huì)加大，跟蹤精度下降，從而導(dǎo)致更多的功率損失。增量電導(dǎo)法的優(yōu)點(diǎn)是:在日照強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，太陽(yáng)能電池陣列輸出電壓能以平穩(wěn)的方式追隨其變化，而且穩(wěn)態(tài)的電壓振蕩也較擾動(dòng)觀察法小。在實(shí)際的光伏系統(tǒng)中，增量電導(dǎo)法的實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的要求相對(duì)較高，控制系統(tǒng)需采用高速微處理器完成數(shù)據(jù)處理。當(dāng)功率器件關(guān)斷時(shí)，太陽(yáng)能電池陣列對(duì)儲(chǔ)能電容充電，使太陽(yáng)能電池陣列始終處于發(fā)電狀態(tài)。同時(shí)由于儲(chǔ)能電容通常為電解電容，使BUCK電路無(wú)法工作在較高的頻率下，使得BUCK電路裝置的體積和重量增加。與BUCK電路相比，BOOST電路的電感在電路的輸入端，因此只要輸入電感足夠大，BOOST電路可以始終工作于輸入電流連續(xù)的狀態(tài)下，電感上的紋波電流可以小到接近平滑的直流電流，因此在光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用中，只需在BOOST電路并聯(lián)容量較小的無(wú)感電容甚至可以不加電容，這樣就可避免加電容帶來(lái)的種種弊端。BOOST電路輸出連接阻性負(fù)載或蓄電池。(一)濾波電感的計(jì)算 （41） （42） D=1Vin/V0 （43）式中:D為開(kāi)關(guān)管的占空比，fs為開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)頻率。BOOST電路中開(kāi)關(guān)管選取Infineon公司的IPBO42N10N3G MOSFET管，其額定耐壓值VDS=l00V，額定電流ID=100A，導(dǎo)通電阻RDS(ON)=(四)二極管的選取通過(guò)二極管的最大電流與通過(guò)電感的最大電流相等，為45A，功率開(kāi)關(guān)管承受的最大反向電壓為Vomax=。當(dāng)鉛酸蓄電池組直接接在BOOST電路上充當(dāng)負(fù)載時(shí)，系統(tǒng)為鉛酸蓄電池充電以儲(chǔ)存能量，當(dāng)無(wú)太陽(yáng)光照射時(shí)，鉛酸蓄電池可通過(guò)雙向BUCKBOOST變換器向負(fù)載供電。為了防止Q2，Q3同時(shí)導(dǎo)通，兩者之間有死區(qū)時(shí)間，即Q2關(guān)斷后經(jīng)死區(qū)時(shí)間td后才允許Q3導(dǎo)通，反之亦然。(一)濾波電感的估算 (48) (49) (410) (411)式中:D為開(kāi)關(guān)管的占空比，fs為開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)周期。另外，省去濾波電容還可以減少由于鉛酸蓄電池給濾波電容充電而導(dǎo)致的容量損失。雙向BUCKBOOST變換器電路中開(kāi)關(guān)管選取Infineon公司的IPBO42CN10N3G MOSFET管，其額定耐壓值VDS=100V，額定電流ID=100A，導(dǎo)通電阻RDS(ON)=. 逆變電路 直流交流（DC/AC）變換器，也稱(chēng)逆變器。再經(jīng)過(guò)雙極性SPWM逆變電路，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電供負(fù)載使用雙極性SPWM調(diào)制的特點(diǎn)是：三角載波有正負(fù)極性，同樣再載波和調(diào)制波的交點(diǎn)處產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在輸出交流的正半周。使輸出交流電的頻率也隨之變化，因此調(diào)節(jié)調(diào)制波的幅值喝頻率就可以調(diào)節(jié)交流輸出電壓的大小和頻率。太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)作為太陽(yáng)能利用的一個(gè)重要組成部分，并被認(rèn)為是二十一世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N發(fā)電方式。（4） 為了使此離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠向交流負(fù)載供電，添加了逆變電路，并對(duì)逆變電路進(jìn)行了仿真。如今，伴隨著這篇畢業(yè)論文的最終成稿，復(fù)雜的心情煙消云散，自己甚至還有一點(diǎn)成就感。在閑聊中他總是能像知心朋友一樣鼓勵(lì)你，在論文的寫(xiě)作和措辭等方面她也總會(huì)以“專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”嚴(yán)格要求你，從選題、定題開(kāi)始，一直到最后論文的反復(fù)修改、潤(rùn)色，陳老師始終認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予我深刻而細(xì)致地指導(dǎo)，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。這篇畢業(yè)論文的就是我的舞臺(tái)，以下的言語(yǔ)便是有點(diǎn)成就感后在舞臺(tái)上發(fā)表的發(fā)自肺腑的誠(chéng)摯謝意與感想：我要感謝，非常感謝我的導(dǎo)師陳立老師。[2] 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工/（日）太陽(yáng)光伏發(fā)電協(xié)會(huì)編，劉樹(shù)民， 宏偉譯，2006[3] 太陽(yáng)能光伏發(fā)電及其應(yīng)用/趙爭(zhēng)鳴等編著。本文主要研究功率為1KW的離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要內(nèi)容有：（1） 介紹了太陽(yáng)能光伏發(fā)電的系統(tǒng)的基本組成和特性，并詳細(xì)說(shuō)明了太陽(yáng)能電池的原理，特性以及太陽(yáng)能電池工程模型（2） 太陽(yáng)能電池最大功率跟蹤的原理以及一些常用的方法，并比較了他們的優(yōu)缺點(diǎn)（3） 通過(guò)對(duì)目前太陽(yáng)能離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)常用DC/DC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究，總結(jié)了各種DC心C拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。太陽(yáng)能具有取之不盡、用之不竭和清潔安全等特點(diǎn)，是理想的可再生能源。改變調(diào)制波的幅值，則改變了調(diào)制正弦波與三角波的交點(diǎn)位置，可以調(diào)節(jié)矩形脈沖寬度，從而改變交流電壓的大小。在TT9導(dǎo)通時(shí)，TT8截止；在TT8導(dǎo)通時(shí)，TT9截止。逆變電路的分類(lèi)方法有很多種，本文采用雙極性SPWM單相逆變電路。(三)功率開(kāi)關(guān)管的選取雙向BUCKBOOST變換器中，功率開(kāi)關(guān)管Q2和Q3承受的最大電壓均為Vin=，功率開(kāi)關(guān)管Q2和Q3的最大工作電流與流過(guò)濾波電感的最大電流相同，即IQ2max=IQ3max=IL2max=45A?？傻? (412) (413) (414)取L2=210uh。輸出直流電壓Vo=24v，輸出電壓紋波為2V。 雙向BUCKB00ST變換器 雙向BUCKB00ST變換器運(yùn)行原理雙向BUCKBOOST變換器是在BUCK電路中的續(xù)流二極管替換為功率MOSFET管而得到的。BOOST電路中二極管選取Infineon公司的D255N二極管，其最大反向耐壓VRRM=600V，最大正向電流IF=400A，反向恢復(fù)時(shí)間最長(zhǎng)131ns。(三)功率開(kāi)關(guān)管的選取通過(guò)功率開(kāi)關(guān)管的最大電流與通過(guò)電感的最大電流相等，為45A，功率開(kāi)關(guān)管承受的最大電壓為2Vin=245=90V。太陽(yáng)能電池陣列是整個(gè)系統(tǒng)能量的來(lái)源，本系統(tǒng)所使用的太陽(yáng)能電池陣列由七塊無(wú)錫尚德太陽(yáng)能電力有限公司生產(chǎn)的STP155S24/Ab 型單晶硅太陽(yáng)能電池并聯(lián)而成，總功率1KW。BOOST電路的不足之處在于其輸入端電壓較低，在同樣的功率下，輸入電流較大，因而電路損耗較大，與BUCK電路，BOOST電路轉(zhuǎn)化效率略低一些。用BUCK電路實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池陣列最大功率點(diǎn)跟蹤的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制易于實(shí)現(xiàn)，功率開(kāi)關(guān)管輸入電流小，線路損耗小，使得BUCK電路裝置轉(zhuǎn)化效率較高。BUCK電路輸出連接阻性負(fù)載或蓄電池。 (a)(d)所示。如同擾動(dòng)觀察法一樣，增量電導(dǎo)法的變化步長(zhǎng)也是固定的，步長(zhǎng)過(guò)小會(huì)使跟蹤速度變慢，太陽(yáng)能電池陣列較長(zhǎng)時(shí)間工作在低功率輸出區(qū)。 3. 增量電導(dǎo)法為了解決擾動(dòng)觀察法導(dǎo)致的功率損失問(wèn)題。擾動(dòng)觀察法的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，被測(cè)參數(shù)少，容易實(shí)現(xiàn)。因此對(duì)于四季溫差或日溫差較大的地區(qū)，CVT方式并不能完全跟蹤太陽(yáng)能電池陣列最大功率點(diǎn)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)功率損失。 太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)跟蹤方法目前使用的太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)跟蹤方法主要有恒電壓法、觀察擾動(dòng)法、電導(dǎo)增量法以及其它的
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