光伏发电系统建模及其仿真(毕业设计论文).docx

《光伏发电系统建模及其仿真(毕业设计论文).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光伏发电系统建模及其仿真(毕业设计论文).docx（64页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、本科生毕业设计说明书（设计论文）题目：光伏发电系统建模与其仿真光伏发电系统建模与其仿真摘要伴随着能源危机和环境问题的不断加剧，清洁能源的发展进程被大大的推动r。太阳能作为一种新能源以其没有污染，平安又牢靠，能量随处可以得到等优点越来越受到人们的吉昧。无论从近期还是远期，无论从能源环境的角度还是从边远地区和特殊应用领域需求的角度考虑，太阳能发电都极具有吸引力。那么对光伏发电系统的探讨则就变得既有价值又有意义。通过对光伏发电系统的理论探讨学习，建立了完整的光伏发电系统体系，木文深化的探讨r光伏电池在不同光照强度、不同温度下的电压、功率输出特性本文的探讨重点是光伏发电系统的限制技术，以与在Mat1.

2、awsimiink仿真环境卜的仿真结果。探讨了多种最大功率点跟踪方法：且分别探讨学习了在光伏并网和独立发电系统状况下的逆变器和MPPT的限制，并建立了仿真模型，提出了相应的限制策略.且在最终论述了孤岛效应的产生和反孤岛策略，用电压频率检测法完成j孤岛检测与爱护。关键词：光伏电池，逆变器，最大功率点跟踪，孤岛效应，MAT1.AB仿真AbstractWiththegrowingenergycrisisandenvironmenta1.prob1.ems,c1.eanenergyisgreat1.ypromotethedeve1.opmentprocess.So1.arenergyasanewkin

3、dofenergyforitsnopo1.Iution,safeandre1.iab1.e,wide1.yavai1.ab1.eenergyadvantages,suchasmoreandmoregetthefavorofpoop1e.Nomatterfromthenearfutureor1.ong-datedand,nomatterfromtheAng1.eofenergyandenvironment,orfromremoteareasandspecia1.app1.icationsdemandpointofview,so1.arpowergenerationisextreme1.yattr

4、active.Sothestudyofphotovo1.taicpowergenerationsystemhasbecomebotharewardingandmeaningfu1.Throughthestudyoftheoretica1.researchofphotovo1.taicpowergenerationsystem,estab1.ishedacomp1.etesystemofphotovo1.taicpowergenerationsystem,thispaperin-depthstudythephotovo1.taicce1.1.sunderdifferenti1Iumination

5、intensity,temperature,vo1.tage,poweroutputcharacteristics.Inthispaper,theresearchemphasisisthecontro1.techno1.ogyofphotovo1.1.aicpowergenerationsystem,andthesimu1.ationresu1.tsinMAT1.AB/SIMU1.INKenvironment.Discussedavarietyofmaximumpowerpointtrackingmethods;And,respective1.y,todiscussthestudyundert

6、heconditionofindependentpowergenerationandphotovo1.1.aic(pv)gridsystemoftheinverterwithMPPTcontro1.,andestab1.ishedthesimu1.ationmode1.,putforwardthecorrespondingcontro1.strategy.Andis1.andingisdiscussedattheendoftheproductionandthereverseis1.andstrategy,usingfrequencyvo1.tagetestscomp1.etedis1.andd

7、etectionandprotection.Keywords:photovo1.1.aicbatteries,inverter,maximumpowerpointtracking,is1.anding,theMAT1.ABsimu1.ation书目摘要IAbstractII第一章绪论11.1新能源发电的背毋和意义11.2光伏产业的现状和前景2太阳能光伏发电的发呈现状2光伏发电产业的前景51.3本文设计内容5其次章光伏发电系统概述62.1光伏发电系统的基本工作原理62.2光伏发电系统的组成72. 3光伏发电系统的分类8太阳能独立光伏发电系统82. 3.2并网光伏发电系统10互补型光伏发电系统H第

8、三章光伏发电系统建模与其仿真132.1 光伏电池阵列的建模132.1.1 光伏电池阵列的数学模型132.1.2 光强和温度对光伏电池输出结果的影响162.1.3 强度模型183. 2光伏发电系统的主电路模型19光伏并网发电系统的主电路模型20离网型光伏发电系统的主电路的模型21第四章光伏发电系统的限制技术224. 1光伏发电MPPT技术224. 2电导增量法24电导增量法的原理24电导增量法改进271 .3最大功率限制技术仿真284 .4光伏并网发电系统的限制33并网逆变器限制334.4.2电流环的分析建模36锁相环的原理分析384. 5离网光伏发电系统的限制414.5.1光伏充电限制分析41

9、独立光伏发电系统的逆变器限制技术46第五章光伏并网系统中的孤岛效应495. 1孤岛效应的分析和危害505.2孤岛效应的检测51孤岛检测标准51孤岛检测方法52结论58展望59参考文献60致谢63第一章绪论1.1 新能源发电的背景和意义能源始终是人类社会生存和发展的动力和源泉。伴随着社会的不断发展和进步，化石能源的储量也在日趋枯羯。在国内，据官方统计，仅去年一年，中国的原油进口达1.5亿吨。按目前的消耗速度，中国的现有能源储量至多可运用50年。可喜的是，随着科学技术的不断发展，人类发觉了核能、地热能、潮汐能、风能、太阳能等多种新型能源。在化石能源的局限性和环境爱护的压力下，世界上大部分国家加强了

10、对这些绿色新型能源和可再生能源的发展支持。尤其是进入21世纪以来，世界各国对能源的需求越来越大。在德国、丹麦等国家可再生能源发电的装机已经达到较高的水平。为促进可再生能源的发展，各国不仅接着加大对可再生能源技术研发的投入，同时从立法和政策方面也都实行措施支持可再生能源的开发和利用，加快其发展步伐，使之成为实现能源多样化、应对气候变更和实现可持续发展的重要替代能源。我国高度重视可再生能源事业的发展,近年来更加大了对可再生能源发展的支持力度，包括国家科技资金投入、政府性工程与实惠政策制定等。尤其是中华人民共和国可再生能源法的颁布，有力地推动我国可再生能源发展的进程，进一步保障了我国发展循环经济概念

11、和建设资源节约、环境友好型社会目标的实现。从能源供应等诸多因素考虑，太阳能无疑是符合可持续发展的志向的绿色能源，同时太阳能也即将成为21世纪最重要的能源之一。太阳能是从太阳向宇宙空间放射的电池福射能是太阳内部连绵不断的核聚变反应过程产生的能量，到达地球表面的太阳能为82*109万kH,能量密度为Ikw/m左右。太阳能发电有热发电和光发电两种方式。太阳能以其分布广泛，取之不尽，用之不竭，又平安干净等优点，正渐渐成为人类志向的新-代可再生能源。是人类最终可以依匏的能源。1.2 光伏产业的现状和前景太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式，是干脆将太阳的光能转变为电能，多种发电方式中，光伏发电是主流

12、。光伏发电是将照耀到太阳能电池上的光干脆变换成电能输出O太阳能光伏发电的发呈现状1839年法国物理学家贝克勒尔发觉光生伏打效应（光电效应的一种）。19世纪70年头持兹依据光伏效应利用固体硒材料制成了光伏电池。1973年全球石油危机爆发，导致能源价格大幅度上升，这引起了人们对光伏发电技术的深厚爱好川。之后，光伏发电技术起先渐渐被关注，各国政府和工业界的探讨机构投入了大量的人力、物力加强光伏发电技术方面的探讨和开发。太阳能光伏发电白20世纪80年头起发展快速，每年以30%到40$的速度迅猛增长I、为了激励太阳能技术的开发和利用，各国政府主动制定各种实惠政策来推动太阳能光伏发电的发展1996年，在美

13、国能源部的支持下，美国政府起先了一项“光伏建筑物安排二投资20亿美元，1997年美国政府在全世界领先宣布发起“百万太阳能屋顶安排气。2002年，美国的光伏电池生产总量达到112.9MW,安排到2010年要求发电成本降到7.7美分/千瓦时。年可减排COZ351.1万吨，总计可增加就业7.15万人。该安排现已由加州施实。日本政府早在1974年就公布了阳光安排，1993年又提出“新阳光安排”，旨在推动太阳能探讨安排全面、长期地发展。日木相继颁布了系列激励包括太阳能在内的可再生球色能源探讨与应用地法规，极大地推动了日本光伏工业地发展与应用。2002年，日本的光伏电池生产总量已达到254.SMW,并且以

14、世界最快的增长速度-48.6%增长，安排到2010年一半以上的新居屋顶将安装光伏太阳能系统。德国政府是世界上域早和最主动提倡激励光伏应用的国家之、1990年，德国政府领先推出“1000太阳能屋顶安排”，1993年，德国首先起先实施由政府投资支持，被电力公司承认的100o屋顶安排,继而扩展为2001）屋顶安排，1998年德国政府进一步提出了10万光伏屋顶安排，同时探讨开发与建筑相结合的专用光伏组件等。1999年1月起起先实施“十万太阳能屋顶安排1.德国政府颁布的“可再生能源法”于2000年4月1日正式生效。此夕卜,意大利、印度、瑞士、法国、荷兰、西班牙都有类似的安排，并投巨资进行技术开发和加速工

15、业化进程。从世界范围来讲，光伏发电己经完成了初期开发和规模应用发展，示范阶段，现在正在向大批量生产和规模应用发展，从最早作为小功率电源发展到现在作为公共电力的并网发电，其应用范围也己遍与几乎全部的用电领域。并且光伏集中发电、光伏建筑等发展快速，已渐渐成为市场主力。我国是世界上主要的能源生产和消费大国之，提高能源利用效率,调整能源结构，开发新能源和可再生能源是实现我国经济和社会可持续发展在能源方面的重要选择。随着我国能源需求的不断增长，以与化石能源消耗带来的环境污染的压力不断加剧，新能源和可再生能源的开发利用越来越受到国家的重视和社会的关注。经过十年的努力，我国的光伏产业技术也有很大的提高，光伏电池转换效率也提高了。单晶硅电池试验室效率达20%,批量生产率达14%,多晶硅试验室效率达12%,与发达国家的效率在不断减小。截至2007年10月，全国已建和在建的并网光伏发电工程共有30多个,胞装机容量达1OMW左右。2007年8月，国务院发布的可再生能源中长期发展规划更对并网光伏发电建设提出了明确的发展目标，到2010年，全国建成100O个展顶光伏发电项目，总容量为5万kW;到2020年，全国建成2万个屋顶光伏发电项目，总容量达到100万kW.到2010年，全国建成多处大型并网光伏电站,总容量为2万kW;到2020年，全国光伏电站总容量达到20万k1.VZ得益于近年来各