改进型高增益Z源光伏并网逆变器的研究

发布时间：2020-03-31 12:36

【摘要】：随着传统化石能源枯竭与环境污染等问题的日渐严重,以太阳能为代表的新型可再生清洁能源引起了越来越多的重视,作为新型电源与大电网间的连接纽带,并网逆变器的研究成为新能源并网的关键技术之一。传统的两级式(DC/DC+DC/AC)逆变器在能量传递的效率、宽范围电压输入的适应性以及逆变器的可靠性上存在不足,而新型的Z源逆变器具有单级式结构、较好的升压特性和允许桥臂直通等特点,较好的弥补了传统逆变器的不足。为此,本文以改进型高增益Z源逆变器作为研究对象,并应用到光伏发电并网系统中。本文首先介绍了传统的Z源逆变器,通过对其局限性的分析,提出了一种改进型高增益Z源逆变器,分析了新型Z源逆变器的工作原理,并通过信号流图法和状态空间平均法建立了其数学模型,为控制策略的研究奠定了物理基础。其次,在物理模型的基础上,明确了Z源并网逆变器的控制目标,研究了逆变器直接与间接的两种控制方式,分析了Z源逆变器直通实现和并网控制的方法,提出了一种基于SVPWAM的PQ并网控制策略,实现单位功率因数并网的同时大大降低系统的开关频率,并通过MATLAB软件进行了仿真验证。然后,对光伏发电的最大功率点跟踪(MPPT)技术进行了研究,通过对光伏电池的建模,分析了光伏电池的输出特性。通过对MPPT的工作原理以及多种MPPT方法的研究,提出了一种基于复合控制的MPPT优化算法,结合了模糊扰动观察法和扫描电压限值法,可以较好的适应常规的渐变环境和局部阴影的情况,通过MATLAB软件进行了验证分析。最后,通过MATLAB软件建立了含改进型高增益Z源逆变器的光伏并网系统仿真模型,通过仿真分析,验证了所提新型Z源逆变器结构、并网控制策略以及光伏发电MPPT方法的有效性和可行性。
【图文】：

可再生能源,投资额,光伏发电,全球

了维持世界的持续发展，全球的焦点都汇集到了新型的绿色可再生能所示，据 REN21（21 世纪可再生能源政策网络）发布的《2016 年全球状报告》显示，2015 年世界各国对于新型能源的投入总计 2860 亿美元总计 1029 亿美元，超过总投资额的三分之一。特别是对于可再生能源利用，仅在 2014 年全球可再生能源发电量就达 1700 亿千瓦时，据 I署）发布的《世界能源展望》预测，，到 2040 年可再生能源发电将达到 90%，而其中光伏发电的增长最为显眼，到 2020 年，光伏发电的成本电更低，而到 2030 年，其平均成本将比新增燃煤火电和陆上风电更有优（可再生能源研究所）预计，到 2030 年，在总的能源结构中，可再生超过 30%，其中光伏发电在全球总的电力供应的比重将超过 10%，而到个比重将分别达到 50%和 20%以上，本世纪末，80%的能源消耗将由供，太阳能总的发电量也将达到全球电力供应的 60%以上，可以说 21源变革的时代，更是太阳能的时代[4-5]。

装机容量,光伏,光伏产业

如图 1.2 所示，2005 年以来中国每年的新增装机容量都在提高同比增长均在 30%以上，特别是 2009-2011 年，新增装机容量同，从而拉近甚至赶超欧美日等传统的光伏强国，2010 年以来，由机的影响，导致了欧洲光伏产业停滞不前甚至倒退，中国代替欧光伏市场之一，与美日共同主导新一轮的光伏产业的发展[6]。根据计，截止到 2017 年，全国的光伏总的发电能力高达 130.25GW，量为 53.06GW，两项指标均到达全球的领先水平。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM464;TM615

【参考文献】