反激型光伏并网微逆变器及其控制策略的研究

【摘要】：进入21世纪以来，能源短缺危机以及环境污染问题使得新能源的开发利用受到越来越多的关注。其中太阳能分布广泛、储量无限，利用过程中清洁无污染。作为分布式发电的重要组成部分，传统光伏并网发电架构存在因局部阴影造成太阳能利用率低、光伏组件不匹配产生热斑、整体效率低等问题。因此用于与每块光伏组件集成配备的光伏并网微型逆变器得到研究。每个微逆变器的功率在500W以内，独立控制可保证每块组件都能在最大功率点运行，提高局部阴影遮盖下发电系统的太阳能利用率。 本文研究了一种交错并联有源箝位反激型微逆变器，前级有源箝位反激变换器采用非互补驱动方式，吸收、转移漏感能量，有效抑制了主开关管关断时的电压尖峰，增加了效率优化的可能性。两路交错并联结构，可减小主开关管应力及输入输出电流谐波。本文首先阐述了非互补驱动有源箝位反激变换器的工作原理，分析了微逆变器的主要损耗组成，并据此给出了关键参数的设计参考。其次，针对光伏并网应用场合及本课题的拓扑结构特点，设计了由并网电流控制、最大功率跟踪控制及均流控制三大部分组成的控制策略。对微型逆变器进行了小信号建模，对并网电流控制进行了闭环设计，满足动态性能、稳定性及进网电流质量的要求。设计了带有电压环的最大功率跟踪方法，可快速、准确跟踪最大功率点并有效解决直流母线电压崩溃问题。设计了均流控制，保证两路均衡功率，提高了微逆变器的可靠性及寿命。 最后，本文对整个光伏并网微逆变器系统进行了详细的设计，并搭建了基于TMS320F2812控制的实验平台，在此平台上实现了各项基本功能。实验结果验证了电路原理、控制策略及系统设计的可行性。 【关键词】：微型逆变器 交错并联 有源箝位反激 非互补驱动 最大功率点跟踪 均流控制
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 绪论13-22
• 1.1 研究背景13
• 1.2 光伏并网微型逆变器背景13-16
• 1.2.1 光伏并网发电典型结构13-15
• 1.2.2 微型逆变器结构及特点15-16
• 1.3 微型逆变器的发展及研究现状16-20
• 1.3.1 微型逆变器的发展历程16-17
• 1.3.2 微型逆变器的研究现状17-20
• 1.4 课题研究内容20-22
• 第二章 工作原理和优化设计22-38
• 2.1 光伏并网微型逆变器拓扑构成22-25
• 2.1.1 升压及逆变电路的选择22
• 2.1.2 漏感能量吸收箝位电路选择22-24
• 2.1.3 主电路拓扑24-25
• 2.2 非互补有源箝位反激变换器的工作原理25-30
• 2.2.1 电感电流连续模式26-28
• 2.2.2 电感电流断续模式28-30
• 2.3 损耗分析30-35
• 2.3.1 开关管损耗31-33
• 2.3.2 变压器损耗33-35
• 2.3.3 晶闸管及副边二极管损耗35
• 2.3.4 输入侧电解电容损耗35
• 2.4 参数优化设计35-37
• 2.4.1 变压器参数优化35-36
• 2.4.2 箝位电路参数优化36-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第三章 光伏并网微型逆变器的控制策略38-55
• 3.1 光伏并网微型逆变器的控制系统组成38
• 3.2 并网电流控制38-42
• 3.2.1 微型逆变器的建模38-41
• 3.2.2 电流控制的闭环设计41-42
• 3.3 最大功率跟踪控制42-48
• 3.3.1 光伏电池模型42-44
• 3.3.2 光伏电池输出特性44
• 3.3.3 最大功率点跟踪技术44-46
• 3.3.4 单级式光伏并网逆变器 MPPT 直流母线电压崩溃问题46-47
• 3.3.5 本课题的 MPPT 策略47-48
• 3.4 均流控制48-53
• 3.4.1 常用均流控制方法49-51
• 3.4.2 本课题采用的控制策略51-53
• 3.5 微型逆变器的总体控制53-54
• 3.6 本章小结54-55
• 第四章 光伏并网微型逆变器的系统设计55-68
• 4.1 光伏并网微型逆变器的设计指标55
• 4.2 光伏并网微型逆变器的硬件设计55-66
• 4.2.1 主功率电路参数设计55-61
• 4.2.2 控制电路设计61-64
• 4.2.3 驱动电路设计64-66
• 4.3 光伏并网微型逆变器的软件设计66-67
• 4.3.1 资源分配及中断设置66
• 4.3.2 微型逆变器的工作状态及切换66-67
• 4.4 本章小结67-68
• 第五章 实验验证与分析68-73
• 5.1 实验参数68
• 5.2 反激变换器的实验68-70
• 5.3 MPPT 及均流控制实验70-71
• 5.4 并网实验71-72
• 5.5 本章小结72-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 全文工作总结73
• 6.2 后续工作展望73-75
• 参考文献75-79
• 致谢79-80
• 在学期间发表的论文及参与完成的项目80

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

光伏电池建模及MPPT控制策略    杨永恒;周克亮;

反激式变换器中RCD箝位电路的设计    樊永隆;

交错反激式光伏并网微逆变器的控制器实现    张凤阁;朱仕禄;殷孝雎;滕志飞;

基于改进MPPT算法的单级式光伏并网系统    刘树,刘建政,赵争鸣,王健,吴理博,袁立强

局部阴影条件下光伏模组特性的建模与分析    刘邦银;段善旭;康勇;

单级式光伏并网逆变系统中的最大功率点跟踪算法稳定性研究    吴理博;赵争鸣;刘建政;王健;刘树;

局部阴影条件下光伏阵列的优化设计    肖景良;徐政;林崇;何少强;

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

太阳能交流模块逆变器及其控制技术的研究    谭光慧

光伏发电系统效率提高理论方法及关键技术研究    朱艳伟

装甲车辆的新型供电体制    张宁;

浅谈电力电子技术在电力能源计量管理中的应用    庄小奕;何平;

一种高效率开关电源的设计与仿真    李文;

一种新型高效斩波电路    侯云海,卢秀和,林洁琼

基于MOS管的RCC自激变换器研究    刘传洋;彭坤;许卫兵;

IGBT作为变压器有载分接开关的研究    杨晓光;赵玉林;

基于RT-LAB的光伏发电系统实时仿真    郑鹤玲;葛宝明;毕大强;

推挽式单级电流源高频链逆变拓扑研究    龚春英,李伟,严仰光

主动电流扰动法在并网发电系统孤岛检测中的应用    张纯江;郭忠南;孟慧英;刘炜;

基于极点配置与重复控制相结合的三相光伏发电系统的并网策略    刘飞;查晓明;周彦;殷进军;段善旭;

非均匀辐射条件下光伏阵列建模及运行稳定性分析    张渊明;孙彦广;张云贵;

基于UC3875的移相全控逆变桥的开关电源设计    齐磊;席自强;郑利枝;

电力电子技术教学软件的开发    王莉;严杰;龚春英;谢少军;

航空十二脉波变压整流器分析    李治国;尚晓磊;周元钧;

光伏发电系统中MPPT算法的研究与分析    徐亮;翟庆志;王宁;

太阳电池组件阴影遮挡问题实验研究    张臻;沈辉;朱家劲;蔡睿贤;

一种适用于微型电网的输入并联输出串联反激变换器    高龙;章家岩;胡雪峰;胡兴柳;

30kW光伏并网逆变器系统设计和谐振抑制    石志学;金传付;王金峰;吉文杰;郭艳鹏;陈可;

局部阴影条件下光伏阵列输出特性方程研究    傅望;罗时武;青志明;

基于电流滞环控制的两级式光伏并网系统仿真研究    武洪涛;臧海洋;

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

Buck型逆变器高阶系统布尔型滑模控制及反馈线性化最优控制研究    陈江辉

多变换器模块串并联组合系统研究    陈武

分布式风光互补系统控制与最大功率跟踪策略研究    刘立群

小型光伏系统及其关键问题研究    胡义华

单原边绕组隔离型多输入变换器的研究    王勤

基于IGCT的逆变技术若干应用问题研究    何人望

风力发电与光伏发电系统小干扰稳定研究    黄汉奇

交流发电、逆变弧焊两用机的建模及仿真研究    盖志武

分布式微网电力系统中多逆变电源的并网控制研究    鞠洪新

电动单轨吊动力锂电池组智能管理系统的研究    赵平强

基于DSP的单级式光伏并网系统的研究    耿兴华

三相光伏并网发电系统研究    雷家宁

超薄侧光式LED液晶电视背光源设计与驱动电源硬件实现    张志睿

一种新型的江南体育在线直播观看 发电控制系统的研究    刘凤龙

基于单片机的全自动洗衣机系统设计    张明德

单级式光伏并网发电系统与MPPT的研究与实现    顾雪霏

一种PSM控制反激式AC/DC开关电源的设计    高唤梅

基于单片机的太阳能发电控制系统研究    路晓

分布式光伏并网发电系统控制研究    王富卿

浅析太阳电池并网发电技术    殷洪亮;吕建;

各国光伏路线图与光伏发电的进展    杨金焕;邹乾林;谈蓓月;葛亮;陈中华;

多分辨率奇异谱熵及其在振动信号监测中的应用研究    谢平,刘彬,林洪彬,王霄

智能型双轴太阳跟踪控制系统的设计    刘京诚;任松林;李敏;罗勇;杨庆峰;

光伏电源最大功率点跟踪控制方法研究    雷元超,陈春根,沈骏,黄跃杰,陈国呈

采用电流滞环调节器的电压矢量控制PWM整流器系统    赵振波,李和明,董淑惠

Z源变换器    彭方正,房绪鹏,顾斌,高奇,钱照明

基于反激变换器的单级式DC/AC逆变器    孙林;梁永春;龚春英;严仰光;

一端稳压一端稳流型软开关双向DC/DC变换器(Ⅰ)——电路原理和控制策略    肖华锋;谢少军;

一端稳压一端稳流型软开关双向DC/DC变换器(Ⅱ)——设计原则和实验研究    肖华锋;谢少军;

软开关双向DC-DC变换器的研究    陈刚

江南体育在线直播观看 并网发电系统的研究    赵为

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

光伏阵列故障状态的识别研究    王培珍

光伏并网功率调节系统及其控制的研究    汪海宁

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

故障诊断中信息熵特征提取及融合方法研究    谢平

基于Z源型逆变器的光伏并网发电系统的研究    许颇

分布式微网电力系统中多逆变电源的并网控制研究    鞠洪新

逆变器并网孤岛检测技术的研究    奚淡基

光伏热斑现象及多峰最大功率跟踪的研究    陈如亮

基于电流源型半桥拓扑的双向直流变换器技术研究    肖华锋

江南体育在线直播观看 路灯系统中MPPT控制器的研究与设计    龚菲

光伏发电系统MPPT控制方法的研究    王岩

主动式太阳跟踪及驱动系统研究与设计    任松林

一种新型的光伏逆变器控制方法    首福俊,黄念慈,窦伟

脉冲均匀调制功率控制串联谐振式逆变器    颜文旭,沈锦飞,惠晶,吴雷

正弦逆变器控制软件设计    王耀北;闫英敏;

并联型逆变器的定角控制    朱晓荣,彭咏龙,李和明

数字双闭环瞬时值控制逆变器外特性研究    许爱国;谢少军;

一种高性能的单相逆变器多环控制方案    熊健;周亮;张凯;史鹏飞;

一种并联谐振型逆变器他激频率的控制方法    张春雨;彭咏龙;张智娟;

Z源逆变器的电压电流双闭环控制    崔彬;钱照明;丁新平;彭方正;

196系列单片机在空调逆变器中的运用    岳玉静;

多重化逆变器及其控制方法    梁中华;于平泳;刘春芳;卢宝宏;刘宏楠;

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

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

太阳能交流模块逆变器及其控制技术的研究    谭光慧

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

网络控制逆变器及其并联系统若干关键问题研究    郑伟锋

基于滑模变结构控制的电压型组合式逆变器和电流源逆变器控制技术研究    许飞

电压型逆变器分布式控制并联关键技术研究    亓迎川

大容量高频谐振逆变器关键技术的研究    李建文

基于Z源型逆变器的光伏并网发电系统的研究    许颇

阻抗源逆变器在微型电动汽车上的应用研究    伍元彪

风光柴互补发电系统中并网双向逆变器的研究    赵玲霞

单相逆变器无互联线并联控制技术研究    阚加荣

双向高频环节逆变器研究    张怀金

新型逆变器控制系统研究    张志强

单相并网光伏逆变器的研究    郭虓

基于内高频环的并网三相光伏逆变器的研究和实现    何耀

单相中频逆变器数字控制及其并联研究    王文杰

基于下垂法控制的无线并联逆变器系统由独立到并网模式切换策略的研究    金城

电动汽车电机驱动用Z源逆变器的实验研究    薛平