一种基于MMC的光伏并网系统

发布时间：2017-11-09 07:23

  本文关键词：一种基于MMC的光伏并网系统

  更多相关文章： 太阳能 模块化多电平变流器 局部阴影 并网系统 最大功率点跟踪

【摘要】：随着全球经济的快速发展,能源短缺与环境污染问题变得愈来愈严峻。为解决能源供应问题同时改善环境,各国竞相发展绿色可再生能源,常见的有太阳能、水能、风能、生物能、地热能和海洋能等。这些能源具有快速再生的特点,在消耗一部分后能快速得到补充,且对环境污染小。在诸多新能源中,太阳能具有资源广泛、易于开采使用等优点,因而得到越来越多的关注。光伏发电技术是利用太阳能的主要形式,局部阴影条件下光伏发电效率优化和提高一直是该技术领域的一个研究热点与难点。光伏并网拓扑结构优化是解决这一问题的有效方法。本文结合模块化多电平拓扑分布式的结构特点在分布式能源发电中的独特优势,设计了一种新型的模块化多电平光伏并网拓扑结构。首先,介绍了模块化多电平变流器(modular multilevel converter, MMC)的基本结构和运行机理,并分析了光伏电池的输出特性,建立了光伏支路和阵列模型,分析局部阴影条件下光伏阵列功率失配的原因。结合两者的工作特性,完成了基于MMC的光伏发电系统的结构设计,并分析了其基本运行机理。其次,结合对所提拓扑运行特性的分析,为其设计了相应的控制策略,具体包括：最大功率跟踪控制、冗余控制、稳压控制和并网控制四部分。最大功率跟踪控制实现各个光伏组件的最大功率点电压捕获；冗余控制和稳压控制有利于桥臂能量平衡,减小因局部阴影下最大功率点电压波动引起的相间环流；并网控制实现系统并网运行。同时,分析了系统调制策略的选择依据,系统采用载波移相调制策略。再次,根据提出新型拓扑结构及其控制方法,对比常规组串式结构,进行对比仿真。根据仿真结果得出结论,所提新型光伏并网拓扑结构在子模块故障和局部阴影条件下均能够稳定运行。而且相对于常规组串式结构,本拓扑还具有太阳能的利用率高,硬件投入少、谐波含量低等优点。最后,对所搭建的光伏实验平台进行系统介绍,包括控制板芯片的介绍；子模块电容、桥臂电感的选取；PCB板的设计：采样电路以及各种电压、电流保护电路的设计；软件流程图,最后并给出相关实验验证结果,表明在同等光照条件下,本文所提拓扑结构相对传统组串式结构能输出功率更大。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张霆;;光伏并网电站损耗探讨[J];科技信息;2010年15期

2 洪峰;嵇鼎毅;王成华;;模拟光伏并网实验装置的研制[J];实验室研究与探索;2010年08期

3 陈祥;;大型光伏并网电站科研规划的探讨[J];太阳能;2010年07期

4 崔瑞;李俊华;;光伏并网系统研究[J];内江科技;2011年08期

5 周林;杨冰;郭珂;李红新;张正茂;;光伏并网系统中直流注入问题最新进展及发展趋势[J];电力系统保护与控制;2012年06期

6 付铭骥;李奎霖;王梓全;;光伏并网系统的输出电流控制方案[J];电源技术;2012年06期

7 郭玉龙;石磊;张健;霍春宝;;三相光伏并网系统直接电流控制策略的研究[J];电力电子技术;2012年08期

8 ;分布式光伏并网技术深化研究课题成果通过评审[J];农村电气化;2013年03期

9 ;光伏并网系统研究[J];电气制造;2013年09期

10 张雅静;郑琼林;卢远宏;马亮;;光伏并网逆变器低电压穿越优化设计研究[J];太阳能学报;2013年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 谭甲凡;;基于线电流解耦算法的三相光伏并网系统[A];中国自动化学会中南六省（区）2010年第28届年会·论文集[C];2010年

2 周彦;段善旭;刘飞;殷进军;刘邦银;;一种三相光伏并网系统的双模运行控制策略[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

3 蒋立;郑建勇;;基于Z源的光伏并网控制策略研究[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（下册）[C];2008年

4 沈玉梁;苏建徽;赵为;余世杰;王斯成;王德邻;;不可调度式单相光伏并网装置的平波电容容量的选择[A];中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集[C];2001年

5 黄改云;;小型太阳能光伏并网系统设计[A];山东电机工程学会第六届发电专业学术交流会论文集[C];2007年

6 李练兵;王同广;孙鹤旭;;单相光伏并网逆变器的研究[A];天津市电机工程学会2012年学术年会论文集[C];2012年

7 金结红;余晓东;余海东;;光伏并网系统反孤岛控制策略研究[A];第十届中国太阳能光伏会议论文集：迎接光伏发电新时代[C];2008年

8 周方圆;龚芬;胡前;彭振江;;新型锁相技术在光伏并网系统中的应用[A];分布式发电、智能微电网与电能质量——第三届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集[C];2013年

9 褚小莉;余晓东;;单相光伏并网系统及其反孤岛策略的仿真研究[A];第十届中国太阳能光伏会议论文集：迎接光伏发电新时代[C];2008年

10 张海波;孙邦伍;原慧军;刘伟;崔海瑞;;基于DSP太阳能光伏并网系统的应用研究[A];中国农村能源行业协会第四届全国会员代表大会新农村、新能源、新产业论坛生物质开发与利用青年学术研讨会论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 缪传俊;光伏并网标准亟待出台[N];中国贸易报;2012年

2 黄蕾;江苏 分布式光伏并网容量居全国第一[N];中国电力报;2014年

3 国家能源局;上半年新增光伏并网容量翻番[N];中国能源报;2014年

4 记者 王贺　通讯员 杨锋 学谦;我市开建20兆瓦光伏并网电站[N];德州日报;2010年

5 本报记者 王荣;40余项光伏并网关键标准或上半年完成编写[N];中国证券报;2012年

6 记者 李莎莎;我市光伏并网容量年底将达1000兆瓦[N];格尔木日报;2012年

7 淄博 田连华;我的微型分布式光伏并网电站(下)[N];电子报;2013年

8 淄博 田连华;我的微型分布式光伏并网电站(上）[N];电子报;2013年

9 记者 王佑;上半年光伏并网量大增 能源局力促分布式发展[N];第一财经日报;2014年

10 记者 杨文浩;中节能光伏并网项目竣工在即[N];吐鲁番日报(汉);2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 吴理博;光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现[D];清华大学;2006年

2 汪海宁;光伏并网功率调节系统及其控制的研究[D];合肥工业大学;2005年

3 王飞;单相光伏并网系统的分析与研究[D];合肥工业大学;2005年

4 刘鸿鹏;基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

5 马亮;大功率光伏并网逆变系统研究[D];北京交通大学;2012年

6 张文;数字化光伏并网系统的逆变技术研究[D];华南理工大学;2013年

7 马琳;无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究[D];北京交通大学;2011年

8 郭晓瑞;光伏并网逆变系统控制策略研究[D];浙江大学;2014年

9 周皓;三电平光伏并网逆变器拓扑结构及控制策略的研究[D];北京科技大学;2015年

10 肖华锋;光伏发电高效利用的关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李洁;光伏并网逆变器控制策略及最大功率点跟踪技术研究[D];河北工程大学;2015年

2 田飞;分布式光伏并网无功电压控制研究[D];西南交通大学;2015年

3 王爱苓;光伏并网检测控制系统研究[D];大连理工大学;2015年

4 谭洋;基于DSP的光伏并网逆变器研制[D];电子科技大学;2015年

5 祝军;基于DSP的单相光伏并网系统的研究[D];东北大学;2013年

6 袁照红;基于MCU控制的光伏并网逆变系统的设计与实现[D];电子科技大学;2014年

7 樊晓波;光伏并网同步方法研究及切换电路设计[D];广西师范大学;2015年

8 田果;基于广域保护的光伏并网的配电网保护方案[D];西华大学;2015年

9 田娜;智能小区光伏并网供电系统设计[D];华北电力大学;2015年

10 赵珈玉;联网型光伏并网及监控系统研究[D];吉林大学;2015年

，

本文编号：1160864