《完整word版-光伏微电源的建模与仿真.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整word版-光伏微电源的建模与仿真.doc（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、哈尔滨理工大学学士学位论文光伏微电源的建模与仿真摘要微电网是为整合分布式发电的优势,削弱分布式发电对电网的冲击和负面影响而提出的一种新的分布式能源组织方式和结构。它通过整合分布式发电单元与配电网,在一个局部区域内直接将分布式发电单元、电力网络和终端用户联系在一起,可以方便地进行结构和配置的优化。结合冷热电联供方案,能够提高能源利用效率,减轻能源动力系统对环境的影响,推动分布式电源上网,促进社会向绿色、环保、节能方向发展。无疑,微电网运行将成为未来大型电网的有力补充和有效支撑,是未来电力系统的发展趋势之一。从能源供应的诸多因素考虑，太阳能无疑是符合可持续发展战略的理想绿色能源。全球能源专家们认定
2、，太阳能将成为本世纪最重要的能源之一。光伏并网逆变器按照拓扑结构可分为单级式和双级式两大类，本文采用双级式光伏发电作为微电源模型进行仿真分析。光伏发电系统中，要提高整体效率，一个重要的途径 是实时调整光伏阵列模块工作点，使之始终工作在最大功率点附近，即最大功率点跟踪。最大功率点跟踪的方法有很多种，但应用最广泛的是扰动观察法和电导增量法，本文对扰动观察法做了详细分析，给出了算法设计，并建立了光伏电池仿真模型对算法结果进行了仿真，验证了算法的正确性。关键词太阳能 ；光伏发电；光伏并网逆变器；光伏阵列模块；最大功率点跟随Modeling and Simulation of micro power P
3、VAbstractMicrogrid is proposed new organization and structure of the distributed energy to integrate the advantages of distributed generation,reduce the impact of distributed generation on the grid and negative impact.It is through the integration of distributed generation units and the relationgshi
4、p between the distributed network,directly to make the distributed power generation units,power network and end user together in a local area.It can optimized the structure,and configuration easily.Combined with CCPH program,it can improve energy efficiency,reduce the impact of energy power systems
5、on the environment,promote the distributed power line,improve relability and to promote social to develepment to the green,environmental protection,energy saving.Undoubtely,the microgrid will be the next large grids complements and effective support,and the future trend of power system. From energy
6、supply of many factors to consider，Solar energy is undoubtedly meet the sustainable development strategy of ideal green energy 。Global energy experts that, the solar energy will become the most important one of the energy 。Photovoltaic (pv) grid inverter according to the topology structure can be di
7、vided into the single level type and double levels of two kinds big ，I want to adopt double levels of photovoltaic power generation as the power source model simulation analysis .Photovoltaic power generation systems, to improve the overall efficiency, a important way is the real-time adjustment pho
8、tovoltaic array module used to always working in the maximum power point near, namely the maximum power point tracking (MPPT). There are many methods for MPPT, but the P&O(Perturb and Observe) method and the C.I. (Conductance incremental) method are applied most extensively, and these two methods ar
9、e analyzed in detail. The algorithmic designs of the P&O method and the C.I. method are given in this thesis, and the algorithmic designs are simulated with the model of the solar cell in MATLAB/Simulink, and the result of simulation validated the correctness of the design of the two algorithms. Bes
10、ides, take the P&O for instance, the factors which can affect the quality of the MPPT are discussed.Keywordssolar；Photovoltaic power generation ；Photovoltaic (pv) grid inverter；Photovoltaic array module ；The maximum power point tracking不要删除行尾的分节符，此行不会被打印III- -目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 国内外研究
11、现状和发展前景11.3 本文研究的主要内容3第2章 微电网中微电源数学模型的研究42.1 光伏电池模型42.1.1 光伏电池的基本原理42.1.2 光伏电池的基本模型42.2 燃料电池模型62.2.1 燃料电池的基本原理62.2.2 固体氧化物燃料电池的基本模型72.3 本章小结8第3章 光伏发电系统模型103.1 光伏系统特性103.2 最大功率跟踪113.3 逆变器的控制133.4 本章小结13第4章 光伏电池的建模与仿真144.1光伏电池模型144.1.1 光伏电池模型144.1.2 仿真分析174.2 最大功率跟踪控制模型214.2.1 最大功率跟踪原理214.2.2 最大功率跟踪算法
12、模型234.2.3 仿真分析264.3 本章小结29结论31致谢32参考文献33附录a34附录b39千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- V -第1章 绪论1.1 课题背景随着社会的日益的发展，对能源的需求量越来越大，全球范围内的能源危机也日益突出，传统的能源，尤其是煤炭、石油、天然气三大化石燃料也是有限的。人类对化石燃料的过度开采，使得这一类能源面临枯竭，而未来对能源的需求还将日益增长，能源危机日益突出。同时大量使用一次性能源产生的环境污染，造成了“温室效应”，极度的环境和人类的
13、污染灾害不断发生，如此严重威胁到人类未来的生存。【1、2】为了解决能源供求矛盾，各国都加强了对清洁能源的利用。分布式发电是近些年备受关注的一种发电方式，它利用太阳能、风能、潮汐等可再生清洁能源发电，既保护了环境，又节约了能源，又实现了能源的多级利用，被认为是极有发展前途的发电技术。【3、4】PV作为一种典型的分布式发电，具有以下几个方面：【5】1.发电具有先进性：即直接从光子到电子的转换，没有中间过程和机械运动，发电形式极其简洁；2.没有资源短缺和耗尽问题；3.光伏发电和自然的关系：没有燃烧过程，不排放温室气体和其他废气，环境友好，做到真正的绿色发电；4.无磨损、无噪声；5.易于建造和拆迁；6
14、.PV性能稳定、可靠，使用寿命长；7.能实现无人管理维护成本低。我国太阳能资源丰富，从长远来看，其他能源形式应用饱和，太阳能作为可持续发展能源有很好的发展前景。1.2 国内外研究现状和发展前景目前，各个国家对微电网的定义和研究不相同：1.美国微电网的定义和研究 美国电气可靠性技术解决方案联合会（Consortium for Electric Reliability Technology Solutions, CERTS ）将微电网定义为：是一种由负荷和微电源共同组成的系统，同时提供电能和热量；微电网内部电源主要由电力电子器件负责能量转换，并提供相应的控制；微点网对于外部的大电网表现为单一的受控
15、单元，并可提供给用户高质量的电能需求和供电安全的要求等。使其成为众多微电网概念中最早也是最权威的一个。美国对微电网的研究主要集中在对电力电子技术的控制上，并形成了“即插即用”（plug and play）与“对等”（peer to peer）的控制思想和设计理念；目前美国已经完成了微电网的建模和仿真方法、保护和控制策略以及经济效益等方面的理论分析，并初步形成关于微电网的管理政策和法规等；同时美国政府将建设“电网的现代化”（grid modernization）与微电网结合起来，将提高重要负荷的供电可靠性、满足多样性的供电需求、降低成本、实现智能化作为研究和发展的重点。【6】2.欧盟微电网的定义
16、和研究 欧盟微电网项目对微电网的定义如下：利用一次能源；使用微型分布式发电系统（分为不可控、部分可控和完全可控 3 种类型），并可冷、热、电三联供；配有储能装置；使用电力电子设备进行能量转换和控制。欧盟将发展“智能电网（Smart Grid）”作为电力系统发展的方向，由于微电网本身的智能化、能量利用多元化且环境友好等优点，已经成为研究的重点。目前已在多国建设了不同规模的实验平台对微电网的运行、控制、保护、安全及通信等基本理论加以验证，其后续研究工作定在：研究更先进的控制策略、建设示范工程、DG 的大规模接入以及传统电网向智能电网的初步过渡等方面。【7】3.日本微电网的定义和研究 日本的微电网定义为：在一定区域内利用可控
