1. 研究目的与意义
随着我国经济的快速发展,人们对能源的需求不断增加,不可再生能源供不应求,温室效应和环境污染情况不断加剧,能源利用的压力日益增加。
而太阳能是一种储量巨大的清洁可再生能源,每天到达地球表面的辐射能量相当于数亿万桶石油燃烧的能量。
光伏并网发电系统是一种将太阳能转换成电能的装置。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题:(1)学习光伏并网发电系统的构成及原理光伏并网发电系统由光伏电池组的工程参数模型、电压源变换器、变流器控制系统和最大功率点跟踪(MPPT)算法构成,通过把太阳能转化为电能,通过并网逆变器,把电能送上电网。
(2)通过对光伏电池组的学习,计算确定所需参数,建立光伏电池组工程参数模型(3)在光伏电池的学习基础上,理解最大功率(MPPT)算法 目前比较常用的最大功率点跟踪算法有恒定电压法、电导增量法、扰动规则法等(4)了解电压源变换器及变流器控制系统(5)学习能源互联网仿真平台(CloudPSS)和STM32嵌入式系统,利用MATLAB构建光伏并网发电系统对集中式、分布式光伏发电系统的详细建模和仿真难点:(1)光伏并网发电总体设计(2)光伏发电的硬件设计(3)孤岛效应(4)对能源互联网仿真平台(CloudPSS)、STM32嵌入式系统及MATLAB的学习
3. 国内外研究现状(文献综述)
随着国民经济结构的调整和电力行业的飞速发展,当今社会对能源和电力供应的质量以及安全可靠性要求日益提高,而目前电力工业在向大电网、大机组大面积的电网事故,严重影响着重要用户供电[1];同时,大量地消耗以煤为主的化石能源所带来的日益严重的污染,以及对生态环境的破坏,使得研究利用清洁能源和可再生能源发电成为迫在眉睫的课题。
太阳能光伏发电可直接将太阳光转换成电能,是一种不需燃料、没有污染获取电能的高新技术,是太阳能众多利用方式中最重要、最具应用前景的技术之一,是源自20世纪的材料革命、能源革命的重要内容[2]。
光伏并网发电是太阳能发电的主要研究方向。
4. 研究方案
本次设计对光伏并网发电系统的研究及模拟仿真(1)对光伏并网发电点的认识及分析简单介绍光伏并网发电系统的原理及构成,对光伏并网发电进行总体设计。
(2)学习能源互联网仿真平台(CloudPSS),建立光伏电池模型结合光伏电池工程数学模型,建立仿真模型。
(3)学习STM32嵌入式系统及MATLAB,建立最大功率跟踪控制模型光伏电池短路电流和开口电压是随着光照强度、电流温度的变化而变化的,这样会降低电池组效率,因此,需要MPPT(最大功率跟踪)来对光伏电池进行控制,保证光伏电池在任何温度和光照条件下都可以保持输出功率的最大化。
5. 工作计划
第1周 翻译相关文献并上传系统,完成开题报告初稿;第2周 完成开题报告终稿并上传系统,撰写第一章绪论;第3周 分析光伏并网发电的原理;撰写第二章光伏并网发电总体设计;第4周 学习能源互联网仿真平台(CloudPSS);第5周 学习STM32嵌入式系统及MATLAB;撰写第三章光伏发电的硬件设计;第6周 完成论文前三章初稿,整理文档,迎接中期检查;第7周 部分二次回路、 软件设计;撰写第四章光伏发电的仿真; 第8周 功能实现联调,完成第五章初稿;第9周 装置的完善和实现;完成论文整体初稿;第10周 根据指导教师反馈意见修改并完善论文,首次查重;第11周 形成论文终稿,二次查重;第12周 资料整理,评阅教师评阅;准备答辩。
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