光伏微网功率自平衡控制器设计

【摘要】：随着全球范围内的可再生能源的逐步消耗与环境污染的日益严重,人类社会的可持续发展受到了极大影响,从而促使人们寻求新的能源来代替。太阳能可以说是世界上最洁净并且储量最丰富的可再生能源,已经备受全世界的关注。目前,光伏发电已经是太阳能利用的一个研究重点。为了最大化地利用太阳能,提高光伏发电的效率,本文提出并设计了一种光伏发电与市电互补的光伏微网功率自平衡控制系统,实现交流负载的不间断供电和实现能量的双向流动。本文的主要内容与研究成果如下:(1)分析光伏微网功率自平衡控制器的关键技术、工作原理、研究现状和应用。(2)设计了光伏微网功率自平衡控制器。通过比较分析不同拓扑的结构特点,确定功率自平衡控制器以单相电压型PWM变流器为主拓扑,分析了两路变流器的工作状态并设计了硬件电路,给出了主电路元器件参数计算以及选型。完成了变流器的隔离驱动、保护以及信号采样等电路的设计。(3)针对光伏发电和市电互补在微网交流母线处的功率平衡控制要求,提出了电压外环和电流内环的双闭环控制策略,分别对两路变换器的输出功率进行协调控制。通过对功率自平衡控制系统的仿真分析,引入双闭环控制,有效地控制变流器的输出电压和电流,实现功率的自平衡控制。(4)基于DSP2812设计了一套控制系统,给出了整个系统设计、变流器驱动、功率自平衡控制以及相应的控制程序流程。(5)对光伏微网的功率自平衡控制器进行实验研究,测试结果表明该样机各项工作指标均符合设计要求。 【关键词】：光伏微网 PWM变流器 DSP 双闭环控制 仿真
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景和意义10-11
• 1.2 光伏微网发展现状11-13
• 1.3 光伏微网组网方式13-15
• 1.3.1 交流母线组网方式13
• 1.3.2 直流母线的组网方式13-14
• 1.3.3 混合母线组网方式14-15
• 1.4 课题研究内容15-17
• 第2章 双PWM变流技术17-38
• 2.1 PWM整流器的介绍17-22
• 2.1.1 PWM整流器的概述17-18
• 2.1.2 PWM整流器的分类18-20
• 2.1.3 双PWM变流器的调制技术20-22
• 2.2 双PWM变流技术22-30
• 2.2.1 双PWM变流器的组成形式23-24
• 2.2.2 双PWM变流器的数学模型分析与调制技术24-26
• 2.2.3 四象限的工作原理26-28
• 2.2.4 单极性PWM调制方式的波形分析28-30
• 2.2.5 PWM变流器系统功率流动分析30
• 2.3 控制策略30-37
• 2.3.1 间接电流控制30-32
• 2.3.2 直接电流控制方式32-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第3章 光伏微网功率自平衡控制器参数设计38-53
• 3.1 单相电压型PWM变流器主电路的参数设计38-45
• 3.1.1 交流侧电感的设计38-43
• 3.1.2 直流侧的电容设计43-44
• 3.1.3 二次滤波器的参数的设计44-45
• 3.2 系统PI调节器的设计45-48
• 3.2.1 电流内环的设计45-47
• 3.2.2 电压外环设计47-48
• 3.3 系统的电压补偿控制48-50
• 3.4 仿真验证50-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第4章 光伏微网功率自平衡控制器的硬件设计53-62
• 4.1 系统框架设计53-55
• 4.2 主要硬件电路设计55-61
• 4.2.1 数字处理单元设计55-56
• 4.2.3 电源电路与时钟电路设计56-58
• 4.2.4 检测与调理电路设计58-59
• 4.2.5 驱动电路设计59-61
• 4.3 本章小结61-62
• 第5章 光伏微网功率自平衡控制器的软件设计62-74
• 5.1 控制器软件的控制结构62-63
• 5.2 主程序的设计63
• 5.3 中断程序的设计63-70
• 5.3.1 电网电压的同步信号模块64-67
• 5.3.2 数字PI调节模块67-69
• 5.3.3 直流电压的检测模块69
• 5.3.4 网侧电流的检测模块69-70
• 5.4 控制器的实验测试波形及实物70-73
• 5.4.1 驱动电路测试70-72
• 5.4.2 整流和逆变状态下的波形72-73
• 5.4.3 电源实物73
• 5.5 本章小结73-74
• 第6章 总结和展望74-76
• 6.1 全文总结74
• 6.2 未来展望74-76
• 参考文献76-78
• 致谢78

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

高渗透率下大电网应对微网接入的策略    撖奥洋;邓星;文明浩;李惠宇;陈晓燕;

微网结构和运行控制    杨仁花;黄伟;关丽;刘令富;

微网研究综述    王志霞;张会民;田伟;

储能系统改善微网动态性能的研究    鲁贻龙;王斌;曹祖亮;

基于不同控制策略的微网仿真    欧阳翚;牛铭;

微网控制综述    徐卫文;

微网并网时的经济运行研究    习朋;李鹏;刘金鑫;

微网并网运行方式的探讨    杨琳;晁勤;常喜强;孙谊媊;黄净;

国内最大的水光互补微网电站年底发电    

漕溪能源转换工程中心微网建设方案及控制策略研究    时珊珊;柳劲松;何维国;刘隽;张宇;

微网结构和运行控制    杨仁花;黄伟;刘令富;

微网运行控制技术的研究    张昱;廖威;马早康;

光伏微网控制技术研究    严玉廷;卢勇;

云电科技园智能微网研究    严玉廷;苏适;

微网运行控制技术的研究    张昱;廖威;马早康;

云电科技园智能微网研究    严玉廷;苏适;

云电科技园智能微网研究    严玉廷;苏适;

园区级微网设计集成技术及其应用    严玉廷;苏适;

园区级微网设计集成技术及其应用    严玉廷;苏适;

微网的潮流控制策略浅析    孔宪国;

明确我国微网发展研究方向    程军照

微博火了，微信火了，下一个会是微网吗？    何晓亮

473个微网格织出安全生产“防火墙”    记者 周和平 实习生 刘练

方正视频以“微网”拯救带宽    本报记者 沈力钧

微网激活视频应用    陈翔

南麂微网示范工程通过“863”评审    陈小敏

微网推动新能源发展    辛义

微网创始人张晓崧谈微网前景——人人希望拥有别墅    何君

汇码平台微网站 服务三农新经济    

玉树建成我国最大规模水光互补微网电站    记者 贾明

MMC型微网复合主动电力调节系统协调控制策略研究    陆晶晶

风电直流微网的控制与保护技术研究    张丽荣

微网实验系统研究    杨占刚

微网能量优化管理若干问题研究    徐立中

分布式发电与微网系统多目标优化设计与协调控制研究    王瑞琪

微网控制及运行特性分析    肖朝霞

微网控制及小信号稳定性分析与能量管理策略    苏玲

光伏微网的发电预测与能量管理技术研究    陈昌松

微网运行和电能质量控制研究    彭双剑

微网能量管理与优化设计研究    刘梦璇