Z源逆变器光伏并网控制策略的研究与优化

【摘要】：近年来,太阳能发电产业发展迅猛,而并网发电逐渐成为江南体育在线直播观看 利用的主要趋势。在光伏发电并网系统中,逆变器作为光伏发电侧和电网侧的连接器件,起着至关重要的作用。对并网逆变器控制策略的研究与改进能够提高系统的效率、延长系统的寿命、降低成本。本课题所研究的Z源型逆变器具有能够同时实现升降压功能的特点,在光伏发电这种输出变化范围较大的系统中充分体现了它的优越性,有着很好的应用前景。本课题对Z源逆变器光伏并网系统的控制策略进行了深入的研究与合理的设计。首先对Z源逆变器的拓扑结构、工作原理、脉宽调制技术和主要参数的理论波形进行了研究与分析,并对Z源逆变器采用了状态空间平均法建模。然后对Z源逆变器光伏并网系统的控制策略进行了研究,主要分为三个控制,即并网电流控制、Z源电容电压控制和最大功率点跟踪控制。其中并网电流控制与Z源电容电压控制均采用了PI调节器,通过对各控制环节的阶跃响应和波特图的分析,得到了满足系统设计要求的调节器参数。最大功率点跟踪控制设计了一种变步长的扰动观察法,减小了系统稳定运行时在最大功率点附近的振荡。其次根据国际标准IEEE Std.929-2000和UL1741的要求,并网系统需要具有反孤岛保护的功能,本文采用了有源频率漂移法实现了系统的孤岛保护。最后对并网系统进行了MATLAB仿真,通过对仿真结果的分析,验证了所设计的控制策略的可行性与优越性。 【关键词】：Z源逆变器 光伏并网 最大功率点跟踪 孤岛检测 MATLAB仿真
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 课题研究的背景和意义8-9
• 1.2 光伏并网系统概述9-10
• 1.3 并网逆变器概述10-11
• 1.3.1 并网逆变器的分类10-11
• 1.3.2 并网逆变器的主要功能11
• 1.4 Z源逆变器的研究现状11-13
• 1.4.1 传统并网逆变器11-13
• 1.4.2 Z源型并网逆变器的提出13
• 1.5 本课题主要研究的内容13-16
• 第二章Z源并网逆变器16-24
• 2.1 单相Z源并网逆变器的基本原理16-21
• 2.1.1 电路拓扑16
• 2.1.2 升压原理16-18
• 2.1.3 脉宽调制（PWM）技术18-19
• 2.1.4 主要波形的理论分析19-21
• 2.2 单相Z源并网逆变器的建模21-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章Z源并网逆变器控制策略的研究24-32
• 3.1 并网电流控制策略25-27
• 3.2 Z源电容电压控制策略27-30
• 3.3 本章小结30-32
• 第四章 最大功率点跟踪控制与孤岛检测32-44
• 4.1 最大功率点跟踪控制(Maximum Power Point Tracking- MPPT)32-37
• 4.1.1 太阳能电池特性32-34
• 4.1.2 MPPT控制策略34-35
• 4.1.3 仿真研究35-37
• 4.2 孤岛检测37-42
• 4.2.1 孤岛效应概述37-38
• 4.2.2 孤岛检测技术38-39
• 4.2.3 仿真研究39-42
• 4.3 本章小结42-44
• 第五章Z源逆变器光伏并网系统仿真研究44-54
• 5.1 主要参数的选取44-49
• 5.1.1 滤波电感的选取44-46
• 5.1.2 Z源电容的选取46-47
• 5.1.3 Z源电感的选取47-48
• 5.1.4 光伏阵列输出电容的选取48-49
• 5.2 系统仿真研究49-53
• 5.3 本章小结53-54
• 总结与展望54-56
• 参考文献56-60
• 致谢60

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