离网光伏逆变器及按比例分配功率的并联技术

【摘要】：因为微电网中大多数分布式电源需通过逆变器进行电能转换然后并入微电网,所以逆变器稳定而良好的并联运行将有力提高微电网系统的可靠性和容量[1]。目前的研究主要针对同容量的逆变器,对不同容量的逆变器研究则较少,而不同容量的逆变器并联具有重要的应用价值。因此本文设计两台不同容量的离网光伏逆变器进行并联,并使它们按容量比例分配负荷功率。本文侧重算法和软件设计,硬件设计主要是主电路的设计。本文主要内容如下:首先是对两台离网光伏逆变器组成的系统进行总体设计,概述了系统的组成及主要拓扑结构。其次对系统中的主要电路拓扑及元器件参数进行设计。太阳能电池升压选择Boost电路,介绍了其中电感电容和开关管的参数设计与型号选择。逆变电路选择单相全桥拓扑,并介绍了开关管的型号选择与LC滤波器的设计。储能单元设计主要包括蓄电池容量的计算、蓄电池充放电拓扑的选择和电感电容及开关管的参数设计与型号选择。接着是逆变电压控制器设计及能量管理策略。逆变电压控制器采用电压电流双环调节器。大多数论文在设计控制参数时并未考虑数字控制延时带来的影响,使得理论参数与实际存在一定差距。本文考虑控制延时的影响并采用根轨迹和时域响应法相结合的方法进行设计。能量管理策略介绍了系统的各种工作模式。最后进行了相应的仿真和实验。最后是并联控制策略设计,本文的创新点主要集中在这里。本文以一种新颖的方式全面地推导了逆变器并联时按容量比例分配功率的条件,并采用自适应带通滤波器这一新策略减小了谐波处的虚拟阻抗从而减小了输出电压的畸变。最后进行了相应的仿真和实验。 【关键词】：离网光伏发电 逆变电压控制器 能量管理 并联 比例分配功率
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 课题研究背景及意义7-13
• 1.1.1 国内外光伏产业发展概况7-9
• 1.1.2 光伏发电系统介绍9-10
• 1.1.3 逆变器并联介绍10-13
• 1.2 课题研究内容13-15
• 1.2.1 离网逆变器系统整体结构13-14
• 1.2.2 本文主要工作14-15
• 第二章 系统主电路设计15-24
• 2.1 PV升压电路15-16
• 2.2 逆变电路16-17
• 2.2.1 逆变拓扑的选取16-17
• 2.2.2 逆变开关管的选取17
• 2.3 逆变滤波器的设计17-20
• 2.4 储能模块20-23
• 2.4.1 储能装置的选取20
• 2.4.2 蓄电池容量的确定20-21
• 2.4.3 蓄电池充放电拓扑的选取21-22
• 2.4.4 双向半桥变换器主电路设计[34]22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 逆变电压控制器设计24-35
• 3.1 SPWM（正弦波脉宽调制）方式的选择24-25
• 3.1.1 双极性调制24-25
• 3.1.2 单极性调制25
• 3.2 电压电流双环设计25-32
• 3.2.1 电流内环设计28-29
• 3.2.2 电压外环设计29-32
• 3.3 逆变模块仿真及实验验证32-34
• 3.3.1 单机逆变模块仿真32-34
• 3.3.2 单机实验34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 系统能量管理策略35-45
• 4.1 蓄电池充电方式35-36
• 4.2 系统的工作模式36-37
• 4.3 DC/DC变换的建模及控制策略简述37-42
• 4.3.1 DC/DC变换器的建模37-40
• 4.3.2 PV Boost电路控制策略40
• 4.3.3 最大功率捕获（MPPT)策略40-41
• 4.3.4 双向DC/DC变换器控制策略41-42
• 4.4 实验验证42-44
• 4.5 本章小节44-45
• 第五章 按比例分配功率的无线并联下垂控制45-61
• 5.1 功率下垂控制基本原理45-47
• 5.2 比例分配负荷分析47-50
• 5.2.1 比例分配有功47-49
• 5.2.2 比例分配无功49-50
• 5.3 输出阻抗设计50-55
• 5.4 系统控制算法的实现55-56
• 5.4.1 DSP芯片的选取55
• 5.4.2 程序流程图55-56
• 5.5 并联系统仿真及实验结果56-60
• 5.6 本章小节60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 全文总结61
• 6.2 展望61-63
• 参考文献63-66
• 发表论文和参加科研情况说明66-67
• 致谢67-68
• 附录 部分仿真m语言程序68-69

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