户用离网型光伏发电系统的设计

发布时间：2023-05-13 15:08

　　有限的化石能源已不能满足整个社会的持续发展,新能源技术随之出现。其中,随着光电技术研究的深入,光伏发电系统的成本降低、污染减少、能源可再生,应运而生了一个应用研究的热点:户用离网型光伏发电系统本文设计了一个以单相工频正弦波逆变器为核心的500W户用离网型光伏发电系统。该系统设计分为四个部分:发电模块、储能模块、直流变换模块、交流变换模块,详细阐述了系统的模型仿真分析、参数指标设计及系统功能实现。首先,系统的发电环节是通过晶硅电池的等效电路模型和数学模型、P-R特性曲线等,多角度描述光伏电池的内在特性。以Simulink为平台,在标准测试条件(STC)下,以光伏电池数学模型的基础,构建了光伏电池输出电流和输出电压U特性的仿真模块,测试不同辐照度S下的光伏电池输出特性,在此基础上分析并设计了以日照资源丰富而用电、发电量极不相符的非洲南部城市Lusaka(15°25’S28°17’E)为应用背景的光伏组件子系统。该系统由8块65W-18p的光伏组件构成,组件方位角为4°,组件倾角为19°及最小占地面积配置为4.26 m²。其次,储能环节是在分析了四种光伏储能电池的模型参...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1.绪论
    1.1 研究背景
    1.2 相关文献综述
        1.2.1 光伏发电系统的基本分类
        1.2.2 光伏发电系统的研究现状
    1.3 主要内容及行文结构
2.光伏发电系统的系统结构与关键技术
    2.1 系统的基本结构
    2.2 DC-DC升压驱动电路设计理论
        2.2.1 直流变换电路拓扑结构
        2.2.2 变换电路控制原理
    2.3 DC-AC逆变设计理论
        2.3.1 逆变电路拓扑结构
        2.3.2 逆变电路控制原理
    2.4 系统设计架构
        2.4.1 设计指标
        2.4.2 逆变器设计方案
    2.5 本章小结
3.光伏组件及储能的模型仿真及参数设计
    3.1 光伏电池模型
        3.1.1 等效电路模型及输出特性
        3.1.2 输出特性仿真分析
    3.2 光伏组件设计
        3.2.1 光伏组件参数设计
        3.2.2 最小占地面积配置设计
    3.3 储能电池模型及参数设计
        3.3.1 几种储能电池的性能参数
        3.3.2 铅酸蓄电池参数设计
    3.4 最大功率点跟踪控制(MPPT)模型仿真
        3.4.1 MPPT的实现
        3.4.2 MPPT的仿真分析
    3.5 本章小结
4.DC-DC升压驱动控制模块设计
    4.1 推挽式升压变换电路设计
        4.1.1 关键元件参数设计
        4.1.2 变压器的参数设计
        4.1.3 一阶滤波电路设计
    4.2 DC-DC控制电路
        4.2.1 SG3525PWM控制芯片
        4.2.2 软启动电路设计
    4.3 前级稳压电路设计
    4.4 前级开关控制电路设计
    4.5 蓄电池防反接电路设计
    4.6 本章小结
5.DC-AC逆变驱动控制模块设计
    5.1 全桥式逆变电路设计
        5.1.1 关键元件参数设计
        5.1.2 死区时间与H桥驱动
    5.2 SPWM控制模块设计
        5.2.1 IAP15F2K61S2芯片
        5.2.2 单片机控制程序设计
    5.3 RCD吸收电路设计
    5.4 EMI滤波电路设计
    5.5 后级电压采样反馈电路设计
    5.6 输出保护电路
    5.7 本章小结
6.系统调试与测试结果分析
    6.1 系统设备的安装调试
    6.2 离网型逆变器
        6.2.1 逆变器的两种运行调试方式
        6.2.2 空载输出电压及损耗
        6.2.3 带载输出功率及效率
    6.3 系统整机调试
        6.3.1 设备与其他工具
        6.3.2 系统调试
    6.4 本章小结
7.总结与展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果目录
致谢



本文编号：3816064