江南体育在线直播观看 并网逆变器及孤岛检测技术的研究

【摘要】：随着能源危机和由传统能源带来的日益严重的环境污染问题,开发和利用各种可再生能源和绿色能源受到越来越多的重视。太阳能以其取之不尽、用之不竭、清洁无污染的优点受到各国的重视。伴随太阳能电池和电力电子技术的不断进步,光伏发电已不仅是当今能源的一个重要补充,更具备成为未来主要替代能源的潜力。通过光伏并网系统将太阳能转换为电能,然后将电能输送到电网上,是太阳能利用的主要形式。 本文以光伏并网系统为研究对象,对光伏模型及光伏系统特性进行了研究,对其中的光伏阵列最大功率点跟踪方法、集成无功补偿技术的综合控制策略以及并网系统中的孤岛状态检测方法等问题进行了系统深入的研究。通过分析太阳能电池的伏安特性,可以看出太阳能电池具有非线性特性,输出功率受环境温度和光照强度的共同影响。为了使太阳能电池能够最大效率地将太阳能转化为电能,需要对其进行最大功率点跟踪。孤岛检测是光伏发电并网必备的功能,能够快速检测出孤岛状态,同时又尽量减少对电网的不良影响。本文对孤岛效应的含义及相关标准进行了介绍,分析了孤岛效应的产生原因和检测原理,综合常用孤岛检测方法的优缺点,在此基础上提出了给定电流幅值偏移的孤岛检测方法,该方法对电网影响很小,在理论上消除了盲区,实现起来方便简单,效果良好。仿真结果验证了所提的孤岛检测方法的有效性和快速性。本文结合光伏并网系统特性建立了一个包含光伏电池工作电压控制、最大功率点跟踪、无功补偿功能的三相并网系统,仿真结果验证了设计的可行性。 为了简化硬件设计、降低调试成本,本文探索用运放模拟电路来模拟实际的光伏逆变系统。首先分析了运放模拟电路的工作原理,并进行了详细的推导,继而在双电流环逆变器模型的基础上设计由运放模拟电路构成的逆变系统来模拟真实的光伏逆变系统,仿真结果验证了运放模拟电路的可靠性。根据仿真电路设计运放模拟电路原理图并制作PCB电路板,以TMS320F28335控制芯片为主控制器,将DSP控制板与运放模拟电路板相连接,利用CCS studio集成开发环境编写相应的DSP控制算法,对运放模拟电路进行了硬件调试实验,实验结果验证了运放模拟电路的有效性和实用性。 【关键词】：光伏并网系统 孤岛检测 DSP 最大功率点跟踪 运放电路模型
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615;TM464
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 符号说明11-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 太阳能资源12-13
• 1.2 世界光伏发电的起源和现状13-14
• 1.3 中国光伏发电的历史和现状14-15
• 1.4 光伏发电中的一些常见问题15-16
• 1.5 光伏并网系统的前景16-17
• 1.6 本文所做的主要工作17-18
• 第2章 光伏并网模型及最大功率点跟踪18-35
• 2.1 建立光伏发电物理模型18-21
• 2.1.1 光伏电池电路模型18
• 2.1.2 光伏电池数学模型18-20
• 2.1.3 光伏电池输出特性20-21
• 2.2 最大功率点跟踪21-24
• 2.2.1 最大功率跟踪的必要性21
• 2.2.2 恒电压跟踪法21-22
• 2.2.3 扰动观察法22-24
• 2.2.4 电导增量法24
• 2.3 基于Boost电路实现最大功率点跟踪24-28
• 2.3.1 基本原理24-27
• 2.3.2 变步长最大功率点跟踪算法27-28
• 2.4 单相锁相环设计28-31
• 2.5 单相双电流环逆变器参数设计31-35
• 第3章 孤岛检测方法及盲区描述35-53
• 3.1 孤岛检测的背景与意义35-36
• 3.2 主动式检测方法原理与仿真36-43
• 3.2.1 有源频率偏移法36-38
• 3.2.2 滑模频率偏移法38-41
• 3.2.3 输出电流幅值扰动法41-42
• 3.2.4 其他方法简介42-43
• 3.3 给定电流幅值偏移的孤岛检测方法43-47
• 3.4 孤岛检测的盲区描述方法47-52
• 3.4.1 盲区分析的必要性47
• 3.4.2 负载基本参数47-48
• 3.4.3 盲区描述坐标系48-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第4章 三相光伏并网系统设计与仿真53-70
• 4.1 三相光伏并网系统结构53-54
• 4.2 LCL滤波器参数设计54-57
• 4.3 系统控制参数设计57-64
• 4.3.1 基本原理57-59
• 4.3.2 直流侧电压控制59-61
• 4.3.3 电压调节器设计61-62
• 4.3.4 电流调节器设计62-63
• 4.3.5 无功补偿模块63-64
• 4.4 系统结构图64-65
• 4.5 仿真与结果65-69
• 4.6 本章小结69-70
• 第5章 光伏逆变器的运放模拟电路实现70-87
• 5.1 运放模拟电路70-76
• 5.1.1 运放替代主电路的理论推导70-75
• 5.1.2 运放电路与原电路的仿真对比75-76
• 5.2 运放模拟电路板设计76-82
• 5.2.1 模拟信号调理电路76-78
• 5.2.2 过压保护电路78
• 5.2.3 数字锁相环设计78-79
• 5.2.4 运放模拟电路硬件结构图79-82
• 5.3 控制系统与程序初始化设置82-83
• 5.3.1 控制系统简介82
• 5.3.2 初始化程序设计82-83
• 5.4 运放模拟电路孤岛检测实验83-86
• 5.5 本章小结86-87
• 第6章 总结与展望87-89
• 6.1 主要内容总结87-88
• 6.2 进一步工作88-89
• 参考文献89-93
• 致谢93-94
• 在读期间发表论文及参与的科研项目94-95
• 学位论文评阅及答辩情况表95

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