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西南交通大学
研究生学位论文
带储能的太阳能光伏发电系统研究
年级二○○九级
姓名邓元实
申请学位级别工学硕士
专业电力电子与电力传动
指导老师林国斌教授
二零一二年四月十五日
Classified Index:
:
Southwest Jiaotong University
Master Degree Thesis
RESEARCH ON THE
PHOTOVOLTAIC POWER
GENERATION SYSTEM WITH
ENERGY STORAGE EQUIPMENT
Grade: 2009
Candidate: Deng Yuanshi
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: Power Electronics and Power Drives
Supervisor: Prof. Lin Guobin
Apr. 2012
西南交通大学
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西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明
本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下:
1) 设计了一种带有储能系统的太阳能光伏并网系统。该系统除了具有传统并
网型光伏系统的功能之外,还可以对并网功率进行功率平抑,削峰填谷,
确保并网稳定性。
2) 搭建了并网型光伏系统仿真平台,基于 Matlab/Simulink 对算法进行了仿真
分析。针对光伏电池侧系统,电网侧系统和储能系统搭建了实验平台验证
算法的正确性。为了解决三相并网逆变器启动时网侧电流瞬间有过大冲击,
采用了“ d 轴电流爬山法”算法以减小电流冲击,并通过仿真验证了该算法
的正确性。
3) 深入分析了储能双向变流器的控制策略,讨论了带储能设备的光伏并网系
统的运行工况,完成了带储能设备的光伏并网系统在外界条件变化时,稳
定并网输出功率的仿真分析。
4) 设计了以 DSP+FPGA 为控制核心的 2kW 光伏并网系统。完成了系统软件、
硬件设计,实现了光伏系统单位功率因数并网满功率运行。针对成都地区
阴雨天气较多,一年中相当长时间无法利用太阳能电池实现调试等问题,
提出了一种光伏电池模拟设备。该试验设备较好的模拟了光伏电池 P-V 曲
线,有效降低了调试成本,具有较好的应用前景。
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的
成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表
或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确
说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。
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日期:
西南交通大学硕士研究生学位论文第 I 页
摘要
当今世界传统能源供应持续紧缺,各国都将发展新型能源作为国家的一项长期
发展战略。太阳能光伏发电以其取之不尽,用之不竭的特点,受到了广泛关注。但
是当外界条件变化时,光伏输出功率会有明显变动,会造成接入点电压波动,给电
网调度造成影响。特别是目前光伏电站装机容量不断增大,并网规模随之增长,这
一缺陷将限制更大规模的光伏电站并网发电。本文围绕带储能系统的并网光伏发电
系统,在分析了传统并网光伏发电系统的基础上,研究了在外界条件变化下并网功
率输出的控制策略以满足电网功率调度需求,展开了相关的仿真和实验研究,验证
了本文使用的方法是正确可行的。
本文首先研究了光伏并网发电系统。建立了光伏电池的输出数学模型;研究了
光伏并网功率最大功率跟踪算法,建立了基于改进爬山法的最大功率跟踪仿真