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《合肥工业大学》 2005年
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光伏发电系统及其控制的研究

郑诗程  
【摘要】:在世界各国竞相发展绿色可再生能源的今天,太阳能凭其独特的优点受到了一致青睐。在太阳能的各种应用中,光伏应用备受关注。随着光伏组件价格的不断降低和光伏技术的发展,太阳能光伏发电系统将逐渐由现在的补充能源向替代能源过渡。独立发电(Stand-alone)系统和并网发电(Grid-connected)系统将成为光伏应用的主流。基于此,本文就光伏发电系统中的一些关键问题——如光伏阵列的最大功率点跟踪和蓄电池的优化管理、逆变器输出波形的改善和孤岛效应等方面做了详细的理论分析,建立了仿真模型,提出了相应的控制策略,并进行了实验验证。具体说来,本文的主要研究内容可归纳如下: 1.阐明了不同拓扑结构的光伏发电系统之性能和特点。 2.发展了以负载获得功率的变化代替传统的以光伏阵列输出功率的变化来进行最大功率跟踪的控制策略,在控制算法上采用改进的变步长电压扰动法,实现了光伏阵列的真正最大功率点跟踪(TMPPT);此外,在独立光伏发电系统中,通过控制算法的改进,实现了蓄电池的优化管理与光伏阵列TMPPT功能相结合。 3.详细分析了户用独立光伏发电系统中正弦波逆变器的工作原理,提出了基于输出电压反馈的模糊自适应PI控制策略,并进行了相应的实验研究,结果表明,该控制策略比传统的PI控制方式更加有效地改善了系统的动态性能。 4.详细分析了户用高频光伏并网发电系统的工作原理,首次提出了基于重复控制和电网电压前馈控制相结合的控制策略,并在Matlab╲Simulink环境下建立了相应的仿真模型,进行了仿真和实验研究,结果表明,该控制策略能够有效降低系统并网电流波形的总谐波畸变率(THD)。 5.详细分析、研究了发生孤岛效应的机理,完善了基于主动频率偏移方式实现反孤岛效应的策略,首次建立了Matlab╲Simulink环境下反孤岛效应的仿真模型,并进行了实验验证。 6.开发了基于高性能DSP芯片TMS320LF2407A的光伏发电系统的软硬件实验装置,实现了高速的数据采集、事件管理和复杂的控制算法,完善了系统的智能保护措施。 7.完善了基于VB6.0、高性能DSP芯片TMS320LF2407A和W77E58芯片的系统监控、显示和通讯软件,实现了对光伏发电系统的数据通讯和远距离监控。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TM615

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马兆彪;惠晶;潘建;;基于重复PI控制的光伏并网逆变器的研究[J];电力电子技术;2008年03期
2 郑诗程;夏伟;;三相光伏并网系统的控制策略研究[J];电气技术;2007年03期
3 朱拓斐;陈国定;;光伏发电中MPPT控制方法综述[J];电源技术;2011年10期
4 杨思俊;;光伏发电系统最大功率跟踪技术[J];电子设计工程;2012年19期
5 程红;;光伏发电LED照明系统控制器研究[J];技术与市场;2012年05期
6 杨帆;杨景常;郑宇;;向日葵型跟踪太阳智能发电装置的研制[J];西华大学学报(自然科学版);2007年06期
7 王富卿;;光伏并网发电系统最大功率追踪算法的稳定性研究[J];电网与清洁能源;2010年10期
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9 李文龙;杨松;;太阳能发电系统在电动服务车上的应用的探讨[J];中国新技术新产品;2012年02期
10 潘建;;新型太阳能光伏并网逆变器仿真分析[J];自动化与仪器仪表;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 马立军;张云贵;王金锋;潘秋娟;郭艳鹏;;基于ARM7与CC2530的光伏汇流箱的设计[A];中国计量协会冶金分会2012年会暨能源计量与节能降耗经验交流会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
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2 张颖媛;微网系统的运行优化与能量管理研究[D];合肥工业大学;2011年
3 易仕敏;电力市场和节能调度环境下电力系统调度与安全问题的研究[D];华南理工大学;2011年
4 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
5 王勤;单原边绕组隔离型多输入变换器的研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 谭光慧;太阳能交流模块逆变器及其控制技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑诗程;苏建徽;余世杰;沈玉樑;;户用逆变电源系统的研究与设计[J];电源技术应用;2002年06期
2 刘翔;郑诗程;苏建徽;余世杰;沈玉樑;;具有恒压跟踪功能的新型太阳能充电器的研究与设计[J];电源技术应用;2002年06期
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4 林征宇,吴建德,何湘宁;基于DSP带同步锁相的逆变器控制[J];电力电子技术;2001年02期
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6 周永鹏,沈安文,张劲松,蔡正英;重复控制改进算法在数字化UPS中的应用[J];电力电子技术;2002年02期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴华波;钱春来;;基于单片机AT89LP4052的舵机控制器的设计[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
2 乔维德;;感应电机的模糊免疫控制研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
3 佘艳;;基于TC787的三相桥式全控整流电路实验装置的研制[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
4 张建功;刘宝权;刘佳伟;;液压AGC电液伺服系统单神经元自适应控制与仿真研究[J];鞍钢技术;2006年03期
5 张存礼;电压型逆变器供电的导步电动机空间矢量的研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2005年04期
6 杨孝志;;几种无功补偿技术的分析和比较[J];安徽电力;2006年02期
7 林航;陈晓明;;变电站光伏直流系统的研究与应用[J];安徽电力;2008年04期
8 刘苏南,刘风娟;最小相角系统稳定性的一种判别方法[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年04期
9 赵涛,徐圣林;全桥PWM步进电机微步距驱动器A3955S[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年02期
10 杨冠鲁,李晴燕,胡欣;同步发电机监督学习神经网络励磁控制器[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 龙威;袁锐波;曾浩;张宗成;;压电式气动伺服阀控制策略的研究[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
2 胡春雨;李武峰;严辉;;一种新型电动汽车智能充电机的研制[A];第十四届中国科协年会第19分会场:电动汽车充放电技术研讨会论文集[C];2012年
3 李倩;杨福生;;AMT拨挡手柄检测器设计[A];经济策论(下)[C];2011年
4 梁捷;陈力;;漂浮基空间机械臂姿态、关节协调运动的模糊变结构滑模控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 陈志煌;陈力;;漂浮基双臂空间机器人本体与末端抓手协调运动的模糊滑模控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 修杰;夏长亮;;开关磁阻电机的模糊自适应PID控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 乔美英;兰建义;;模糊逻辑神经网络控制在交流调速系统中的仿真研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 李俊丽;张光辉;祝晓红;;新型智能变增益单神经元PID控制算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 杨林;樊立萍;;基于模糊的电气伺服系统等效滑模变结构控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 李岳明;郭冰洁;庞永杰;;滑模变结构控制削弱抖振的一种方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周芳;蒸汽发生器检修机械手路径规划及控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王龙金;零/低航速减摇鳍升力模型及系统控制策略研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
5 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
6 刘翔宇;基于直接横摆力矩控制的车辆稳定性研究[D];合肥工业大学;2010年
7 杨金辉;数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用[D];湖南大学;2010年
8 刘杨华;SOFC固体氧化物燃料电池分布式发电系统仿真及其潮流计算[D];湖南大学;2010年
9 田军;多绕组变压器式可调电抗的研究与应用[D];华中科技大学;2010年
10 陈江辉;Buck型逆变器高阶系统布尔型滑模控制及反馈线性化最优控制研究[D];华南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵玉文;;我国太阳能光伏发电产业趋势探讨[J];中国建设动态.阳光能源;2004年02期
2 时璟丽;;我国和世界光伏发电技术、产业、市场发展情况比较[J];中国建设动态.阳光能源;2004年02期
3 崔容强;喜文华;魏一康;张兰英;;太阳能光伏发电[J];中国建设动态.阳光能源;2004年02期
4 刘波;王仕城;;10kW无变压器型光伏并网发电逆变器的设计与实现[J];中国建设动态.阳光能源;2005年02期
5 吕建;殷洪亮;;太阳电池及其发展方向[J];中国建设动态.阳光能源;2005年05期
6 殷洪亮;吕建;;浅析太阳电池并网发电技术[J];中国建设动态.阳光能源;2006年01期
7 杨金焕;邹乾林;谈蓓月;葛亮;陈中华;;各国光伏路线图与光伏发电的进展[J];中国建设动态.阳光能源;2006年04期
8 魏凤;朱宝玉;张晓黎;辛礼;;太阳电池应用和研究的发展[J];中国建设动态.阳光能源;2006年04期
9 周玉柱;茆美琴;苏建徽;张国荣;杜燕;;基于前馈加反馈控制的光伏正弦逆变器设计[J];中国建设动态.阳光能源;2006年05期
10 戴训江;晁勤;;太阳能光伏模块电气特性的数学建模与仿真[J];半导体光电;2009年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李艳;多输入直流变换器电路拓扑及控制策略研究[D];南京航空航天大学;2009年
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3 陈刚;软开关双向DC-DC变换器的研究[D];浙江大学;2001年
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5 赵为;太阳能光伏并网发电系统的研究[D];合肥工业大学;2003年
6 张兴;PWM整流器及其控制策略的研究[D];合肥工业大学;2003年
7 赵学顺;电力市场环境下AGC和运行备用的获取与定价[D];浙江大学;2003年
8 欧阳名三;独立光伏系统中蓄电池管理的研究[D];合肥工业大学;2004年
9 茆美琴;风光柴蓄复合发电及其智能控制系统研究[D];合肥工业大学;2004年
10 彭力;基于状态空间理论的PWM逆变电源控制技术研究[D];华中科技大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陶晓峰;谢君;;三相光伏并网发电系统的建模与仿真[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2012年02期
2 刘敏安;王佳佳;陈湘;刘长清;;基于变步长电导增量的光伏阵列MPPT控制策略的优化[J];大功率变流技术;2011年05期
3 张浩;刘文达;蒋炜;;光伏并网逆变器控制策略的仿真与试验研究[J];船电技术;2010年10期
4 周德佳;赵争鸣;袁立强;冯博;;300kW光伏并网系统优化控制与稳定性分析[J];电工技术学报;2008年11期
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6 田绍据;谢华;;基于DSP的单相光伏并网控制系统的设计[J];电源技术应用;2008年12期
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9 沈显庆;常国祥;;基于CPLD的单相逆变电源设计[J];电力电子技术;2009年01期
10 田绍据;谢华;;基于DSP的单相光伏并网控制系统的设计[J];电力电子技术;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 ;The Sliding Mode Control Method of Grid-Connected Inverter Applied to Three-Phase Intermittent Power Supply[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 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
3 陶晓峰;吴红斌;;三相光伏并网发电系统的动态仿真[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
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 唐诗颖;基于LCL滤波器的单相并联有源滤波器控制技术研究[D];华中科技大学;2011年
2 孙景钌;分布式发电条件下配电系统保护原理研究[D];天津大学;2010年
3 刘立群;分布式风光互补系统控制与最大功率跟踪策略研究[D];上海交通大学;2011年
4 王宁;无线传感器网络激光主动供能关键技术研究[D];重庆大学;2011年
5 何人望;基于IGCT的逆变技术若干应用问题研究[D];华中科技大学;2011年
6 刘飞;三相并网光伏发电系统的运行控制策略[D];华中科技大学;2008年
7 高吉磊;单相PWM整流器谐波电流抑制算法研究[D];北京交通大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张劲松,周永鹏,黄锦恩,万淑芸;基于DSP的全数字化单相在线式UPS的设计[J];电力电子技术;2001年03期
2 宋颖华;用VB5开发基于Windows95的串口通信程序[J];电子技术;1999年08期
3 周卫军;;高频开关直流操作系统[J];电源技术应用;1999年03期
4 胡家耀;吴植翘;宋寿山;;模糊控制在退火炉燃烧过程控制中的应用[J];自动化学报;1989年06期
5 时广礼;一个准断续自寻优控制应用例子[J];自动化学报;1994年06期
6 何慧若,余世杰,汉斯·卡尔;光伏水泵系统的数字仿真[J];太阳能学报;1990年03期
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8 余世杰,战福忠,沈维祥,姜跃炜;光伏水泵系统的最大功率点跟踪器[J];太阳能学报;1991年03期
9 沈玉梁,蔡二南,娄志东;带有Duck变换器并具CVT功能的光伏系统稳定性分析[J];太阳能学报;1993年01期
10 沈玉梁,蔡二南,娄志东;带有MPPT功能的光伏水泵专用逆变器[J];太阳能学报;1994年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 苏建徽;光伏水泵系统及其控制的研究[D];合肥工业大学;2003年
【相似文献】
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1 周永鹏,沈安文,张劲松,蔡正英;重复控制改进算法在数字化UPS中的应用[J];电力电子技术;2002年02期
2 赵为,余世杰,沈玉梁,苏建徽;基于TMS320F240芯片的光伏并网发电系统的控制方法[J];继电器;2002年07期
3 陈兴峰,曹志峰,焦在强,许洪华;基于DSP的20kW单相并网光伏逆变器[J];电气应用;2005年08期
4 李玉森,边润强,王志敏,徐光杰,佘锦华;基于初始状态补偿原理的重复控制方法[J];天津理工学院学报;2000年02期
5 郭卫农,段善旭,康勇,陈坚;基于DSP实现的无差拍控制逆变器[J];通信电源技术;2001年01期
6 罗泠,周永鹏,徐金榜,万淑芸;400Hz中频UPS逆变复合重复控制的仿真研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2004年06期
7 赵文兵;单鸿涛;柴旺兴;;UPS发展及数字化UPS设计[J];黑龙江科技信息;2007年24期
8 宣丽萍;;基于DSP的逆变电源系统[J];黑龙江科技学院学报;2009年01期
9 陈宏,胡育文;基于重复控制的CVCF电源波形控制技术[J];东南大学学报(自然科学版);2002年06期
10 吴杰,茆美琴,苏建徽,张国荣,郑诗程;基于重复控制算法的光伏并网逆变器的研究[J];电子设计应用;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李德华;余望;张志远;余敬东;;一种新型控制方法在单相逆变器中的应用[A];浙江省电源学会第十届学术年会暨新能源开发与电力电子研讨会论文集[C];2006年
2 龚敏;王林泓;龚卫国;杨利平;;基于DSP的心电检测及自诊断系统的设计[A];中国仪器仪表学会医疗仪器分会第四次全国会员代表大会暨2009年学术年会论文集[C];2009年
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4 吴庆国;;A-律μ-律压扩的DSP实现方法研究[A];江苏省电子学会2010年学术年会论文集[C];2010年
5 高艳涛;张旭东;;基于多核DSP的脉冲压缩算法仿真[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年
6 甘金明;;基于DSP的路灯监控视频捕捉器设计[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
7 ;A Wavelet Transform Power Harmonic Detection Method Based on DSP[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 刘希凌;汪渤;郑智辉;;基于DSP+FPGA的机场视频辅助监控系统设计[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
9 陈树人;裴文超;尹东富;;基于DSP的棉田杂草实时识别试验研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
10 李斌;孔祥东;董杰;;气体参数在线调整装置的DSP控制系统研究[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 周春玲;皇明跨品牌领养太阳能“孤儿”[N];经济参考报;2005年
2 周青松姜玉涛;中国太阳能秋交会将现身今年经洽会[N];常州日报;2008年
3 陈曙辉 编译;德国面临太阳能组件短缺[N];中国贸易报;2009年
4 本报记者 霍霞;探访北京首座太阳能大厦[N];北京科技报;2004年
5 崔友岭;太阳能[N];中国教师报;2003年
6 袁炎长;太阳能与墨西哥农业[N];经济日报农村版;2004年
7 王月菊;皇明开创太阳能可持续发展模式[N];科技日报;2005年
8 本报记者 周东平;亿佳引领太阳能洗牌运动[N];市场报;2003年
9 胡乐;北京重点扶持太阳能企业[N];中华建筑报;2005年
10 本报评论员;全市倾力打造的系统工程[N];保定日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑诗程;光伏发电系统及其控制的研究[D];合肥工业大学;2005年
2 赵富;低频线振动台的重复控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 赵富;低频线振动台的重复控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 陈宏;基于重复控制理论的逆变电源控制技术研究[D];南京航空航天大学;2003年
5 李辉;改进的离散余弦反变换迭代算法研究与音频DSP核设计[D];电子科技大学;2010年
6 兰永红;基于二维模型的重复控制系统分析与设计[D];中南大学;2010年
7 赵庆亮;基于DSP的自动平衡控制理论与方法研究[D];北京化工大学;2012年
8 孙科林;基于多核DSP的实时图像处理平台研究[D];电子科技大学;2012年
9 周兰;基于连续—离散二维模型的周期系数线性系统鲁棒重复控制设计[D];中南大学;2011年
10 王洪君;H.264运动估计快速算法研究及编码器DSP实现[D];天津大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 焦龙;基于DSP在线式UPS的研究[D];天津大学;2005年
2 万乐生;基于DSP的发动机试验台测控系统研究[D];杭州电子科技大学;2009年
3 张吉;基于DSP的虹膜采集与识别装置的研究[D];沈阳工业大学;2010年
4 李波;基于DSP和PCI的箭地接口卡设计[D];上海交通大学;2011年
5 顾俊俊;基于DSP的野外火灾图像识别的研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 喻显茂;一种基于DSP的监测系统研究与开发[D];华中科技大学;2011年
7 杨忠;基于DSP无线数据传输系统设计与实现[D];上海交通大学;2012年
8 蔡丹丹;基于DSP的永磁同步电机控制系统研究[D];武汉理工大学;2010年
9 刘鹏程;基于DSP的海上油膜厚度测量数据采集系统的研究[D];天津大学;2010年
10 谢刚;FT-Matrix DSP向量定点MAC单元的设计与实现[D];国防科学技术大学;2010年
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