一种新型光伏并网逆变器研究

【摘要】：可再生能源对全球能源危机的缓解以及对相应环境问题的改善所起的作用，已经变得越来越不可替代。光伏并网发电也日渐发挥着它的作用，但是高成本、低效率以及不能适应更大范围的直流输入电压等问题是传统工频降压逆变器等面临的主要问题。 为了满足对大范围直流输入电压适应性的要求，逆变器大多采用DC-DC变流器和传统降压逆变器级联的结构，其缺点是成本和开关损耗较高。本文回顾和讨论了不同类型的单相逆变器拓扑。单级式逆变器具有诸如高效率，低成本，结构紧凑等优点，成为光伏并网逆变器的研究热点之一。本文对单级式并网逆变器展开进一步研究，围绕一种新型的三开关反激buck-boost逆变器展开分析，该逆变器通过buck-boost电路对直流输入电压进行升高或降低，而且通过单级电路将电能输送给电网。 光伏并网逆变器连接了光伏阵列和电网，而实现对逆变器的有效控制显得尤其重要。PWM控制技术由于具有简单易于实现以及仅需通过低通滤波就可直接解调的优点，从而得到广泛应用。闭环SPWM控制策略具有动态响应快，跟踪性能好，以及对直流输入电压变化的适应性强等优点，但控制系统中PID参数需根据不同工作点进行实时调整，从而增加了控制器的设计难度。 本文在PWM控制策略的基础上，提出一种基于能量平衡的新控制策略，称为脉冲能量调制（PEM）。即在一个开关周期内，按照所需的输出能量与反激电感储存的能量平衡原则来计算脉冲宽度。 首先，本文对三开关并网逆变器分别针对电感电流在断续导通模式（DCM）和电流连续模式（CCM）展开了详细地分析以推导脉冲宽度的计算方法。 其次，分别采用SPWM和PEM两种控制策略对三开关逆变器进行了仿真研究，仿真结果显示功率因数接近于1，THD小于5%，输入电压范围为50V~300V，表明基于PEM控制策略的三开关逆变器具有单位功率因数运行，较低THD的输出电流，以及对大范围直流输入电压有更好的适应性等优点。 最后，为了验证所研究的三开关逆变器及其PEM控制策略的有效性，搭建了500W的实验平台，设计了基于dsPIC33FJ64MC506的控制系统。 【关键词】：单相单级 buck-boost 逆变器 脉冲能量调制 大范围直流电压的适应性
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 课题研究的背景及意义8-9
• 1.2 光伏并网逆变器研究现状9-16
• 1.2.1 光伏并网逆变器拓扑分类9-13
• 1.2.2 并网逆变器控制技术13-15
• 1.2.3 并网逆变器发展趋势15-16
• 1.3 本课题研究的主要内容16-17
• 第二章 新型单级 buck-boost 逆变器的拓扑和控制策略17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 单相单级并网逆变器的选择17-19
• 2.3 工作原理19-23
• 2.3.1 工作过程分析19-21
• 2.3.2 DCM 和 CCM 工作模式的分析21-23
• 2.4 控制策略23-28
• 2.4.1 控制策略的选择23-25
• 2.4.2 闭环 SPWM 控制25-26
• 2.4.3 脉冲能量控制(PEM)26-28
• 2.5 小结28-29
• 第三章 不同控制策略下的 PSIM 仿真29-38
• 3.1 引言29
• 3.2 开环 SPWM 控制建模及仿真29-31
• 3.3 闭环 SPWM 控制建模及仿真31-34
• 3.4 脉冲能量控制(PEM)建模及仿真34-37
• 3.5 小结37-38
• 第四章 控制系统的结构和软件设计38-55
• 4.1 引言38
• 4.2 系统构成38-42
• 4.2.1 逆变系统的硬件构造38-39
• 4.2.2 控制电路结构39-42
• 4.3 控制系统软件设计42-54
• 4.4 小结54-55
• 第五章 总结与展望55-57
• 5.1 总结55-56
• 5.1.1 三开关反激 buck-boost 逆变器55
• 5.1.2 脉冲能量调制（PEM）55
• 5.1.3 所做工作55-56
• 5.2 展望56-57
• 参考文献57-60
• 插图清单60-61
• 表格清单61-62
• 个人简历 在读期间发表的学术论文62-63
• 致谢63

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

神经网络在逆变器控制中的应用    龚春英,沈忠亭,李春燕,严仰光

一种两阶段变步长最大功率点控制策略    胡义华;陈昊;徐瑞东;胡贤新;王小昆;

光伏发电系统中逆变器技术应用及展望    陈维;沈辉;邓幼俊;舒杰;

单相并网逆变器功率控制的实现    曹陆萍;沈国桥;朱选才;徐德鸿;

光伏发电系统的并网重复控制及仿真    周雪松;宋代春;马幼捷;程德树;

光伏系统最大功率点追踪方法的改进    温嘉斌;刘密富;

固定电压法结合扰动观察法在光伏发电最大功率点跟踪控制中应用    熊远生;俞立;徐建明;

基于改进MPPT算法的光伏并网系统控制策略    焦阳;宋强;刘文华;

光伏阵列最大功率点跟踪控制方法综述    周林;武剑;栗秋华;郭珂;

单相光伏并网逆变器固定滞环的电流控制    戴训江;晁勤;

烤烟房光伏系统的设计与实现    钟建伟;

具有MPPT的光伏逆变器研究与实现    王飞;仲兆峰;

独立光伏系统高效充电策略研究    张鸿博;蔡晓峰;赵慧光;

基于RT-LAB的光伏发电系统实时仿真    郑鹤玲;葛宝明;毕大强;

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;

Z源逆变器光伏并网系统光伏电池MPPT和逆变器并网的单级控制    丁新平;卢燕;钱照明;张民;杨水涛;

一种新型双输入反激DC/DC变换器    王勤;张杰;阮新波;金科;

基于扰动观测器的电压源型逆变器控制    程丽敏;李兴源;

基于开关电容技术的新型交流PWM开关及其在微电网模式切换中的应用    王玉斌;王广柱;

基于Boost的单相两级光伏并网逆变器最优梯度控制研究    王斌;易灵芝;彭寒梅;李明;邓栋;颜志刚;

基于占空比扰动的光伏MPPT自适应爬山法研究    方波;康龙云;魏业文;黄山;

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;

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;

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;

自适应变步长电导增量法的最大功率点跟踪控制的研究    周建萍;朱建萍;

A New MPPT Control Method of Photovoltaic Grid-connected Inverter System    LI Sheng-qing;ZHANG Bin;XU Tian-jun;YANG Jun;

Quasi Proportional-Resonant Control of Single-Phase Photovoltaic Grid-Connected System with LCL Filter    Yumei Liu;Rui Bai;Daoqian Wang;Wenge Ma;Zifeng Zhang;

Proportional-resonant Control Method of Three-Phase Grid-Connected Inverter    Yumei Liu;Rui Bai;Daoqian Wang;Wenge Ma;Lin Wang;

光伏系统自适应多模式MPPT控制算法    聂晓华;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

北京市可再生能源综合规划模型与政策研究    高新宇

航空应用三相高功率因数整流器研究    毛鹏

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

永磁同步电机变频驱动鲁棒控制策略研究    张辉

基于IGCT的逆变技术若干应用问题研究    何人望

分布式光伏发电微电网供能系统研究    袁建华

基于一种半直驱式风力发电装置的整流器研究    王仕韬

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

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

模糊控制在光伏最大功率追踪预测中的应用与研究    陈亚峰

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

一种带有前馈重复滤波器的三相并网逆变器研究    陈基锋

大型光伏电站接入电网的技术和特性研究    张琪祁

单相光伏并网发电系统关键技术的研究    张海钰

单级式光伏并网发电系统与MPPT的研究与实现    顾雪霏

基于交流母线的光伏逆变器研究    李富国

小功率光伏并网逆变器控制系统的设计    李进国,金新民

一种新的准固定频率滞环PWM电流控制方法    杨旭,王兆安

滑模技术在PV最大功率追踪系统中的应用    张淼,吴捷

一种新的PWM整流器电流解耦控制策略    钟炎平

非对称模糊PID控制在光伏发电MPPT中的应用    张超,何湘宁

基于输出参数的光伏电池最大功率点控制    傅诚;陈鸣;沈玉樑;余世杰;

基于输出电流控制的光伏并网逆变电源    张承慧;叶颖;陈阿莲;杜春水;

一种变环宽准恒频电流滞环控制方法    洪峰;单任仲;王慧贞;严仰光;

基于改进扰动观察法的光伏阵列最大功率点跟踪    刘邦银;段善旭;刘飞;徐鹏威;

再生能源系统中太阳能电池仿真器的研究    宋平岗

基于DSP的变速恒频电源数字变换器平台    陈新

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;

电动汽车双向阻抗源逆变器控制系统设计    周玉栋;许海平;曾莉莉;温旭辉;

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

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Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

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