本文關鍵詞：光伏陣列的模型仿真及其均衡補償，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著能源的緊缺以及環(huán)境問題的日益嚴重,光伏發(fā)電技術作為清潔能源太陽能的重要利用方式,為了使其能夠在盡快的時間內代替化石能源成為主要的發(fā)電方式,關于光伏發(fā)電技術的各方面的學術研究都在不斷進步擴展。本文的研究內容的重點在于光伏陣列的模型仿真及提高其能量的輸出效率。雖然光伏陣列已經可以由一個獨立的數學表達式建立其數學模型,這種建模方式適用于研究重點并非發(fā)電單元的光伏發(fā)電技術研究內容,但是若要通過研究光伏陣列的輸出特性來提高發(fā)電效率,就需要將光伏陣列的模型細化到其組成單元光伏組件。因此,本文選用了適合工程仿真的光伏組件的數學模型,并且在當下常用三種電力電子電路仿真軟件PSpice. MATLAB和PSIM搭建了相應的仿真模型,以能夠通過串并聯光伏組件的仿真模型來構建光伏陣列,從而最大程度上模擬實際光伏陣列的輸出特性。在實際環(huán)境中光伏陣列不可避免地會遇到局部遮蔽情況,局部遮蔽給光伏陣列帶來的最直接的影響就是功率輸出的降低,使整個光伏陣列的效率大幅下降。目前改善這種負面影響的第一種方法便是采用適用于局部遮蔽情況的最大功率點跟蹤方法,本文選用了其中一種原理簡單、可行性強的新方法進行介紹。雖然MPPT方法可以較為有效地改善局部遮蔽引起的效率下降問題,但仍然存在著操作性復雜的缺點。局部遮蔽現象的出現是造成光伏陣列輸出效率顯著下降的根本原因,但被遮蔽的光伏組件所發(fā)功率被完全浪費是其直接原因。因此,學術界提出了另一種提高光伏陣列效率的方法即均衡補償,將被遮蔽的光伏組件的電壓補償到與未被遮蔽的光伏組件的電壓一致是其工作原理。本文選用了一種堆疊式SEPIC變換器作為電壓均衡器的補償方法,并分析了其工作原理和控制方式,另外通過仿真和實驗驗證了該方法的可行性。
【關鍵詞】：光伏陣列 局部遮蔽 均衡補償
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-15
• 1.1 課題研究的背景與意義7-9
• 1.1.1 光伏發(fā)電技術的興起與介紹7-8
• 1.1.2 國內外光伏發(fā)電的發(fā)展現狀8-9
• 1.1.3 最大功率點跟蹤技術的研究現狀9
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)9-11
• 1.2.1 獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成9-10
• 1.2.2 并網光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成10-11
• 1.3 光伏電池的概述11-14
• 1.3.1 光伏電池的基本原理11-12
• 1.3.2 光伏電池的數學模型12
• 1.3.3 光伏電池的輸出特性分析12-14
• 1.4 本文的研究內容14-15
• 第二章 光伏組件及光伏陣列的仿真15-31
• 2.1 光伏組件的數學模型15-18
• 2.2 光伏組件仿真模型的搭建18-28
• 2.2.1 光伏組件的PSpice仿真模型18-19
• 2.2.2 光伏組件的Simulink仿真模型19-25
• 2.2.3 光伏組件的PSIM仿真模型25-28
• 2.3 光伏陣列的仿真模型28-31
• 2.3.1 光伏陣列的Simulink仿真模型28-29
• 2.3.2 光伏陣列的PSIM仿真模型29-31
• 第三章 最大功率點跟蹤方法31-38
• 3.1 最大功率點跟蹤的原理31-32
• 3.2 幾種常見的最大功率點跟蹤方法32-36
• 3.2.1 恒定電壓法(CVT)32-33
• 3.2.2 擾動觀察法(P&O)33-34
• 3.2.3 電導增量法(INC)34-36
• 3.3 適用于局部遮蔽情況的MPPT方法36-38
• 第四章 光伏陣列的均衡補償38-57
• 4.1 光伏陣列的均衡補償概述38-39
• 4.2 光伏陣列均衡補償的實現39-45
• 4.2.1 均衡補償的拓撲結構39-44
• 4.2.2 均衡策略44-45
• 4.3 均衡器控制環(huán)路的設計45-57
• 4.3.1 SEPIC電路的建模45-50
• 4.3.2 控制器的設計50-57
• 第五章 光伏陣列的均衡仿真及實驗57-63
• 5.1 光伏陣列的均衡仿真實現57-60
• 5.1.1 采用SEPIC變換器實現均衡的仿真57-58
• 5.1.2 采用堆疊SEPIC變換器實現均衡的仿真58-60
• 5.2 實驗波形60-63
• 5.2.1 以SEPIC變換器為均衡電路60-62
• 5.2.2 以二堆疊SEPIC為均衡電路62
• 5.2.3 均衡電路的有效性驗證62-63
• 第六章 結論與展望63-64
• 6.1 主要結論63
• 6.2 研究展望63-64
• 參考文獻64-67
• 在學期間的研究成果67-68
• 致謝68

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  本文關鍵詞：光伏陣列的模型仿真及其均衡補償，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：405101