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《雙級(jí)式光伏并網(wǎng)逆變器研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、.電力電子與電力傳動(dòng)專題課課程報(bào)告——雙級(jí)式光伏并網(wǎng)逆變器研究哈爾濱工業(yè)大學(xué)2014年7月..雙級(jí)式光伏并網(wǎng)逆變器研究摘要:在當(dāng)今世界能源危機(jī)與環(huán)境污染加劇的趨勢下，太陽能因具有可再生和清潔無污染的優(yōu)點(diǎn)受到人們的關(guān)注，更是被各國用來緩解環(huán)境污染的主要舉措，而且與其它清潔能源相比太陽能的發(fā)展速度最快。隨著太陽利用技術(shù)的發(fā)展，太陽能的利用形式已從傳統(tǒng)的光-熱利用發(fā)展到現(xiàn)在的光-電利用，光伏發(fā)電必將成為未來最主要利用形式并得到迅猛發(fā)展。而逆變器是實(shí)現(xiàn)光生電能向電網(wǎng)電能轉(zhuǎn)換的重要器件。本文對(duì)光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和逆變器的拓?fù)溥M(jìn)行分析，比較各優(yōu)缺點(diǎn)
2、。并對(duì)兩級(jí)式并網(wǎng)逆變器的前級(jí)和后級(jí)的控制方法進(jìn)行分析研究，比較各控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)。關(guān)鍵詞：太陽能；光伏發(fā)電；MPPT；逆變器；單周期控制0引言當(dāng)今世界人口眾多，能源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)非常重要的需求。無論是提高生活水平還是發(fā)展經(jīng)濟(jì)，都不能離開能源。而能源問題早就已經(jīng)不是能源的本身問題，金融資本的市場與石油的市場高度的一體化，使能源更加變得受人關(guān)注。有關(guān)學(xué)者稱，能源革命的革命意義是比十年前的信息技術(shù)的革命意義更加的重大和深遠(yuǎn)，是有史以來最偉大的一種革命。能源革命已經(jīng)變成了全球共同關(guān)注的課題。在能源和環(huán)境這兩個(gè)方面，我們國家面臨的挑戰(zhàn)是有史以規(guī)模最
3、大并且最為嚴(yán)峻的。為了給正在進(jìn)行的城鎮(zhèn)化、工業(yè)化、機(jī)動(dòng)車化，以及給全國不足14億的人口提供充足的、可靠的并且廉價(jià)的、清潔的和便利的能源，從規(guī)模上說，這比世界上的任何一個(gè)國家的經(jīng)歷都要大很多。本土的資源和能源的短缺，能源進(jìn)口的快速增長，國際油價(jià)的高數(shù)字以及能源在生產(chǎn)和使用過程中所造成的極為嚴(yán)重的污染，國內(nèi)的能源領(lǐng)域的復(fù)雜的市場化改革，國際的能源的高地緣政治，以及全球的氣候變化所產(chǎn)生的壓力，以上所有的因素都使中國正面對(duì)著將會(huì)比以往任何一個(gè)國家所面臨的更加嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。目前人類生產(chǎn)和生活中大量使用的煤、石油和天然氣等化石能源正在以驚人的速度減少。若
4、按照能源的綜合估算，世界石油的儲(chǔ)備量大約為1200億噸。如果按照世界上石油的以每年33億噸的開采總額來進(jìn)行計(jì)算，世界上石油的存儲(chǔ)總量大約在21世紀(jì)50年代左右被全部開采完畢。全球的天然氣的存儲(chǔ)總量目前為15萬兆立方米左右，如果以每年2300兆立方米的開采總額來進(jìn)行估算，在60年內(nèi)天然氣將會(huì)被開采耗盡。這也就意味著，目前人類大量使用的化石能源將在21世紀(jì)上半葉迅速枯竭，而化石能源的枯竭勢必會(huì)導(dǎo)致世界經(jīng)濟(jì)危機(jī)和沖突的加劇。20世紀(jì)90年代初期，我國的能源還可以自給自足，但是，目前就我國石油資源的對(duì)外依存度來說，我國僅次于美國，居世界第二位，約為
5、50%，中華人民共和國國務(wù)院的發(fā)展研究中心所做出的調(diào)查報(bào)告指出，截止到21世紀(jì)20..年代，我國的石油需求量最少為4.5億噸，最多將會(huì)達(dá)到6.1億噸。而此階段我國國內(nèi)的石油產(chǎn)量為1.8億噸到2億噸。這些數(shù)字意味著，我國對(duì)海外石油資源的依存度將將會(huì)繼續(xù)增加，至少達(dá)到55%，與美國基本一致。顯而易見，我國對(duì)國外資源的持續(xù)增高的依存度已經(jīng)嚴(yán)重地威脅了我國的可持續(xù)發(fā)展。我國光伏發(fā)電的應(yīng)用市場目前處于起步階段，2010年我國新增的太陽能光伏發(fā)電裝機(jī)容量約為500MW。到2030年光伏發(fā)電量可達(dá)1300億千瓦。但總體而言，我國在光伏并網(wǎng)控制層面，與西方
6、發(fā)迖國家相比還有較大差距，具體表現(xiàn)在PCC并網(wǎng)沖擊過大，電流畸變率(大于8%)及電壓畸變率(大于4%)過高、前級(jí)母線電壓不穩(wěn)定等，因此解決光伏并網(wǎng)逆變控制問題極為迫切。鑒于并網(wǎng)控制涉及到逆變器前級(jí)母線電壓調(diào)理、后級(jí)濾波器、鎖相設(shè)計(jì)及孤島保護(hù)等一系列相關(guān)問題，因此應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)建模、拓?fù)渑c保護(hù)電路設(shè)計(jì)及控制策略分析等研究，確保光伏逆變無損并網(wǎng)，開發(fā)具有中國特色的光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)，具有十分重要的意義。1光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的分類及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理比較簡單，太陽能電池方陣受太陽福照，將太陽福射能直接轉(zhuǎn)換為直流電能，這一過程相當(dāng)于直
7、流發(fā)電器。方陣的輸出端，經(jīng)過防反充二極管接至控制器?？刂破鞯囊粚?duì)輸出端接至蓄電池組，對(duì)其進(jìn)行充、放電保護(hù)控制，蓄電池組處于經(jīng)常性浮充狀態(tài)；控制器的另一對(duì)輸出端通過關(guān)向直流負(fù)載供電，同時(shí)接至逆變器，將直流電轉(zhuǎn)換成交流電向交流負(fù)載供屯，若為并網(wǎng)系統(tǒng)，則與電網(wǎng)并聯(lián)。這樣就構(gòu)成一個(gè)完整的發(fā)電、輸電、供電系統(tǒng)，與常規(guī)發(fā)電裝置的發(fā)電、輸電、供電系統(tǒng)相似。1.1光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)光伏系統(tǒng)按與電力系統(tǒng)的關(guān)系，一般可分為離網(wǎng)光伏系統(tǒng)和光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。離網(wǎng)光伏系統(tǒng)不與電力系統(tǒng)的電網(wǎng)桕連，作為一種移動(dòng)式電源，主要用于給邊遠(yuǎn)無電地區(qū)供電。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的
8、電M連接，作為電力系統(tǒng)中的一部分，可為電力系統(tǒng)提供有功和無功?，F(xiàn)在，世界光伏發(fā)電系統(tǒng)的主流應(yīng)用方式是并網(wǎng)發(fā)電方式，通過電網(wǎng)將光伏系統(tǒng)所發(fā)的電能進(jìn)行再分配，如供當(dāng)?shù)刎?fù)載或進(jìn)行電力調(diào)
