首页 > 学术论文

单相光伏并网逆变器的研究与设计

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 03:57:10
热度:

单相光伏并网逆变器的研究与设计【摘要】:随着社会的快速发展,人们对能源的需求日益增加,而常规化石能源面临枯竭引起各国能源供应紧张;与此同时,化石能源的大规模应用,使得环境污染严重,

【摘要】:随着社会的快速发展,人们对能源的需求日益增加,而常规化石能源面临枯竭引起各国能源供应紧张;与此同时,化石能源的大规模应用,使得环境污染严重,人们面临严峻的环境问题。为解决能源问题和环境污染问题,可再生能源的开发利用日益受到重视。光能是一种清洁、廉价的可再生能源,因此,光伏发电受到普遍重视。随着分布式发电技术的发展,微电网得以迅速发展。光伏发电系统作为分布电源的一种,在微电网中扮演者重要角色。在此背景下,本文中对单相光伏逆变器进行了研究,分别针对并网运行和孤岛运行设计了控制器,并通过仿真进行验证。本文中对单相逆变器的SPWM调制方式进行了介绍,并详细分析了死区对逆变输出的影响。针对死区的影响,设计了改进的死区补偿算法,具备简单、有效并且不增加额外成本的特点,通过Simulink仿真验证了其有效性。光伏逆变器在并网运行时,往往采用电流控制模式,直流部分采用最大功率跟踪控制策略,以便于充分利用光伏电池的功率。本文介绍了几种常用的最大功率跟踪策略,重点分析了扰动观察法,并针对其缺陷设计了基于模糊控制的变步长改进算法,得到了很好的仿真结果。针对常规电压外环PI控制算法引入直流母线波动谐波的缺陷,本文设计了改进的电压外环控制结构。通过仿真验证,新的电压控制算法能稳定地控制直流母线电压,并且显著减少了与直流母线固有的电压波动相关的谐波。光伏逆变器在微电网中孤岛运行时,功率有效分配和环流限制是系统稳定运行的关键。本文针对阻性线路特性的低压系统设计了改进的P-f、Q-U下垂控制策略,并针对逆变器在电压、频率、相位不一致情况下并入运行的系统引起的冲击性环流的问题,设计了基于指数衰减特性虚拟阻抗的限冲击电流环节。以两逆变器为例进行的仿真验证结果,证明所设计的控制策略在孤岛运行时能够有效分配功率,并能有效限制逆变器突然并网引起的冲击电流。 【关键词】:光伏逆变器 死区补偿 电压控制 孤岛 均流
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM615;TM464
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-12
  • 第1章 绪论12-18
  • 1.1 研究背景12
  • 1.2 光伏并网国内外发展现状和趋势12-14
  • 1.2.1 国外光伏并网发展现状12-13
  • 1.2.2 国内光伏并网发展现状13-14
  • 1.2.3 光伏并网逆变的发展趋势14
  • 1.3 光伏并网发电系统的关键技术14-15
  • 1.3.1 光伏并网逆变器的并网控制的关键技术15
  • 1.3.2 光伏并网逆变器孤岛运行的关键技术15
  • 1.4 论文主要工作15-18
  • 第2章 单相光伏并网系统的工作原理18-30
  • 2.1 光伏并网发电系统分类19-21
  • 2.2 光伏电池板的特性21-25
  • 2.3 DC/DC变换电路25-28
  • 2.4 单相并网逆变器的并网控制方法28-29
  • 2.5 本章小结29-30
  • 第3章 光伏电池MPPT控制策略的研究30-46
  • 3.1 MPPT常用方法30-34
  • 3.1.1 恒定电压法30-31
  • 3.1.2 恒定电流法31
  • 3.1.3 扰动观察法31-33
  • 3.1.4 电导增量法33-34
  • 3.2 模糊控制的扰动观察法34-42
  • 3.2.1 模糊控制器的结构35
  • 3.2.2 隶属函数35-36
  • 3.2.3 推理方法36-38
  • 3.2.4 解模糊化38-39
  • 3.2.5 模糊变步长的P&O算法39-42
  • 3.3 扰动观察法及其模糊变步长改进的仿真42-45
  • 3.4 本章小结45-46
  • 第4章 光伏逆变器的并网控制策略46-66
  • 4.1 DC/AC变换器工作原理46-54
  • 4.1.1 全桥逆变电路的工作原理46-47
  • 4.1.2 SPWM调制方式47-49
  • 4.1.3 SPWM调制方式中死区效应分析及补偿49-52
  • 4.1.4 死区效应补偿的改进52-54
  • 4.2 并网逆变器控制策略54-65
  • 4.2.1 SPWM控制策略电流内环控制55-58
  • 4.2.2 电压外环控制58-60
  • 4.2.3 传统电压外环PI控制的缺陷分析60-61
  • 4.2.4 电压外环控制的改进61-65
  • 4.3 本章小结65-66
  • 第5章 光伏逆变器孤岛运行控制策略66-80
  • 5.1 微网控制策略66-67
  • 5.1.1 主从控制66
  • 5.1.2 分层控制66-67
  • 5.1.3 对等控制67
  • 5.2 下垂控制在逆变器并联中的应用67-71
  • 5.2.1 下垂控制基本原理67-70
  • 5.2.2 改进的下垂控制70-71
  • 5.3 孤岛运行中逆变器控制策略71-74
  • 5.3.1 逆变器双闭环控制策略71-73
  • 5.3.2 逆变器并联冲击电流的抑制73-74
  • 5.4 孤岛状态下逆变器并联运行仿真74-79
  • 5.4.1 两逆变器并联运行74-77
  • 5.4.2 逆变器随机并联运行限制冲击电流仿真77-79
  • 5.5 本章小结79-80
  • 第6章 单相光伏并网逆变系统的设计80-94
  • 6.1 BOOST升压电路参数设计80-82
  • 6.1.1 升压电感参数计算80-81
  • 6.1.2 直流母线电容参数计算81-82
  • 6.1.3 开关管的选择82
  • 6.2 逆变电路电路参数设计82-83
  • 6.2.1 滤波电感的参数计算82-83
  • 6.2.2 开关器件的选取83
  • 6.3 主控电路设计83-87
  • 6.3.1 电源与晶振电路设计83-84
  • 6.3.2 通讯电路设计84-85
  • 6.3.3 存储电路设计85
  • 6.3.4 PWM输出电路设计85-86
  • 6.3.5 FPGA电路设计86-87
  • 6.4 检测电路设计87-89
  • 6.4.1 电压检测电路设计88-89
  • 6.4.2 电流检测电路89
  • 6.4.3 AD转换电路设计89
  • 6.5 系统软件设计89-93
  • 6.5.1 采样程序设计89-90
  • 6.5.2 三角波比较单元90-91
  • 6.5.3 PWM单元91-92
  • 6.5.4 逆变器程序整体结构图92-93
  • 6.6 本章小结93-94
  • 第7章 总结与展望94-96
  • 参考文献96-102
  • 致谢102


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

应急逆变器群的集中控制    储健,许镇琳

逆变器产生的干扰及抑制    李建辉,韩光宇,钟实

广州地铁2号线车辆辅助逆变器    郑沃奇;

浅谈逆变器的使用    张劲松;

Z源逆变器最新进展及应用研究    李红新;周林;郭珂;战祥真;雷建;

富士电机公司的逆变器与伺服技术的发展状况    高潮,徐宏凯,于泉

日立制作所开发逆变器控制的新动向    林航空,仲田清(日)

模型参考自适应控制逆变器的研究    邹云屏,成功,丁凯

带模糊调节的重复控制器在逆变器中的应用    李剑 ,康勇 ,陈坚

现场可编程门阵列在逆变器控制系统中的应用    胡兵,陶生桂,毛明平

组合式三相正弦逆变器控制软件设计    陈永利;霍艳军;

基于免疫算法的单相逆变器多目标最优控制策略研究    费雯丽;袁佳歆;陈立;

基于60°坐标系的五电平逆变器研究    李红利;方文俊;仇书文;

光伏并网逆变器伪孤岛现象的研究    郭建勇;方如举;李献伟;

新型中频正弦波逆变器控制方法实现的研究    李金刚;马鑫;钟彦儒;

500kW光伏并网逆变器控制系统设计和实现    石志学;王金峰;金传付;吉文杰;郭艳鹏;陈可;

逆变器无拍频控制策略研究    葛兴来;冯晓云;

逆变器电流滞环控制技术研究    叶楠;何中一;孟宪会;邢岩;

1kW潮流能发电装置逆变器SVPWM技术的研究与应用    张少杰;段铁群;杨勇;张亮;

UPS逆变器反馈控制误差分析与改进方法    郭同生;黎辉;杨旭;王兆安;

一款新型逆变器控制芯片LX1692IDW简介    上海 苏成富

新一代UPS的发展趋势    周志敏

逆变器的能控性分析及m模态控制    李湘峰

并网逆变器并联运行方法研究    HOANG THI THU GIANG

分布式发电及分散式微电网控制策略的研究    郭志强

三电平光伏并网逆变器的模块化控制研究    邵章平

微网系统逆变及组网关键技术研究    施永

基于虚拟同步机的微网逆变器控制策略研究    刘芳

开关电感型准Z源光伏并网逆变系统关键技术研究    邓凯

Z源逆变器研究    房绪鹏

光伏发电系统中Z源逆变器的控制技术研究    陈艳

Z源逆变器研究    汤雨

小型风力发电单相正弦波逆变器的研究    王敬明

户用型三相四桥臂光伏逆变器控制策略研究    冯莉

单级非隔离型双Zeta逆变器    张晓静

光伏并网微逆变器研究    王泉策

三相逆变器多机并网系统谐振机理与抑制策略研究    马思曼

三相光伏逆变器的智能控制技术的研究    卢浩

大功率串并式磁共振无线电能传输系统研究    陈月

3kW单相光伏并网逆变器的研制    刘杰

高升压比电流连续型Quasi-Z源逆变器及其并网控制研究    刘海利

具有LVRT能力的光伏并网逆变器控制策略研究    张泽斌

Baidu
map