首页 > 学术论文

基于FPGA的光伏并网微逆变器系统的研究与设计

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 04:03:54
热度:

基于FPGA的光伏并网微逆变器系统的研究与设计【摘要】:分散式微型并网光伏系统,特别是光伏建筑一体化(Building Integrated PV,BIPV)发电系统,由于资金投入

【摘要】:分散式微型并网光伏系统,特别是光伏建筑一体化(Building Integrated PV,BIPV)发电系统,由于资金投入少、建设周期短、占地面积小、政策支持力度大等优点,已成为并网光伏发电的主流。微型逆变器(Micro-inverter,MI)是微型光伏并网发电系统的核心部分,其工作效率的高低、输出波形质量的好坏以及运行的可靠性直接决定系统性能的好坏。因此,对于光伏并网微型逆变器的研究具有很高的工程应用价值。 首先,本文研究了光伏电池的基本结构及工作原理,并得到其工程用数学模型,接着搭建了基于Matlab/Simulink仿真平台的仿真模型,通过仿真结果验证了该模型可以模拟光伏电池在各种环境条件下的运行状况。 其次,本文分析研究了几种常用的最大功率点跟踪控制算法,然后从快速性及精确性两方面考虑,结合进退法和黄金分割法等寻优算法,提出了一种新型的最大功率点跟踪算法,该算法解决了能量振荡损耗问题,仿真结果验证了该算法的可行性。 接着,根据MI的体积小,效率高等特点,选用了高频变压器隔离型两级功率变换拓扑,前级电路采用DC/DC拓扑,后级电路采用DC/AC拓扑,此外,本文还提出了一种新型的基于软开关技术的反激式变换电路,并将该电路应用于前级DC/DC拓扑结构以降低功率开关管的高频损耗。 然后,介绍了所设计的光伏并网MI系统结构,之后建立了该系统的控制模型,对系统的控制策略进行了研究与设计,分析了PI控制、PR控制及准PR控制,对比了其优缺点,最后对PI控制及准PR控制进行了仿真验证分析。仿真结果表明,准PR控制器具有更小的稳态误差以及更强的抗干扰能力。 最后,以ALTERA公司的Cyclone IV器件系列中型号为EP4CE10E22C8N的FPGA芯片为控制电路核心,对光伏并网MI系统进行了软硬件设计。 【关键词】:光伏并网微型逆变器 最大功率点跟踪算法 拓扑结构 准PR控制 FPGA
【学位授予单位】:南昌大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM464
【目录】:
  • 摘要3-4
  • Abstract4-9
  • 第1章 绪论9-17
  • 1.1 研究背景及意义9-11
  • 1.2 国内外研究发展现状11-12
  • 1.3 微逆变器关键技术12-15
  • 1.4 主要研究内容及章节安排15-17
  • 第2章 光伏电池的数学建模及其仿真分析17-28
  • 2.1 光伏电池的基本结构及工作原理17-18
  • 2.2 光伏电池的等值电路及数学模型18-21
  • 2.3 光伏电池仿真模型的建立21-24
  • 2.4 光伏电池输出特性仿真及分析24-27
  • 2.5 本章小结27-28
  • 第3章 光伏并网发电系统最大功率点跟踪控制技术的研究28-58
  • 3.1 最大功率点跟踪控制的基本原理28-31
  • 3.2 最大功率点跟踪控制算法的比较分析31-51
  • 3.2.1 恒电压控制法研究31-32
  • 3.2.2 扰动观察法研究及仿真分析32-42
  • 3.2.3 电导增量法研究及仿真分析42-49
  • 3.2.4 各种 MPPT 控制法优缺点比较49-51
  • 3.3 一种新型的基于进退法和黄金分割法的 MPPT 控制研究51-57
  • 3.3.1 进退法原理51-53
  • 3.3.2 黄金分割法原理53-54
  • 3.3.3 新型的基于进退法和黄金分割法的 MPPT 控制方式54-57
  • 3.4 本章小结57-58
  • 第4章 光伏并网微逆变器系统的拓扑结构分析与设计58-67
  • 4.1 光伏并网微逆变器的拓扑方案分析与选择59-61
  • 4.1.1 DC/DC 拓扑结构分析与选择59-60
  • 4.1.2 DC/AC 拓扑结构分析与选择60-61
  • 4.2 新型基于软开关技术的反激式变换电路分析与设计61-66
  • 4.2.1 反激式变换电路拓扑结构61
  • 4.2.2 反激式变换电路工作原理61-66
  • 4.2.3 新型基于软开关技术的反激式变换电路的特点66
  • 4.3 本章小结66-67
  • 第5章 光伏并网微逆变器系统的控制策略研究67-82
  • 5.1 光伏并网微逆变器系统结构67-68
  • 5.2 光伏并网微逆变器系统模型及控制策略68-76
  • 5.2.1 系统模型的建立68-70
  • 5.2.2 系统控制策略的研究与设计70-76
  • 5.3 仿真分析76-81
  • 5.4 本章小结81-82
  • 第6章 光伏并网微逆变器软硬件设计82-97
  • 6.1 光伏并网微逆变器硬件设计82-93
  • 6.1.1 总体设计方案及技术指标82-83
  • 6.1.2 主电路设计83-86
  • 6.1.3 控制电路设计86-87
  • 6.1.4 驱动电路设计87-88
  • 6.1.5 采样电路设计88-90
  • 6.1.6 辅助电源电路设计90-91
  • 6.1.7 保护电路设计91-92
  • 6.1.8 抗干扰措施92-93
  • 6.2 光伏并网微逆变器软件设计93-96
  • 6.2.1 主程序模块94
  • 6.2.2 AD 采样模块94-95
  • 6.2.3 中断模块95-96
  • 6.2.4 MPPT 算法模块96
  • 6.3 本章小结96-97
  • 第7章 总结与展望97-98
  • 致谢98-99
  • 参考文献99-101


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

太阳能电池的仿真模型设计和输出特性研究    任航;叶林;

2013年中国光伏逆变器市场现状与趋势分析    吕天文;

单相逆变器并网控制技术研究    赵清林;郭小强;邬伟扬;

LCL型并网逆变器中重复控制方法研究    王斯然;吕征宇;

基于根轨迹法与串联PID法的激光操作控制系统设计    吴剑威;唐立新;

基于单纯形法的PID参数优化设计    钟伟红;关宏伟;

成品烟箱输送装置的改进设计    程泽武;

一种新的微机械陀螺品质因数测试方法    徐淑静;高振宁;

MATLAB环境下控制系统仿真实验的研究    韩昱;高敬格;

《自动控制原理》课程中闭环脉冲传递函数算法研究    丁莉芬;姜素霞;陈志武;杨学清;

坦克高低向交流炮控系统设计与仿真    颜南明,魏曙光,李长兵

内孔的等离子自动喷焊    刘彬;余海勇;

电磁永磁混合EMS型磁浮列车的吸死防护问题研究    张颖;陈慧星;李云钢;

磁悬浮系统过轨道错台算法    林科文;雷思清;佘龙华;

直流调速系统的新型设计方法的研究与仿真    宋慧峰;解小华;贾晓彦;张爱春;

电子结构振动控制研究    方伟奇;王克军;

基于单片机AT89S52的温度控制系统    岳彩青;常青美;

Matlab在电厂热工自动控制系统教学中的应用    王文兰;张晓东;丁美;王秀玲;

基于模糊Smith-PID的污水处理溶解氧控制方法研究    李万东;刘载文;王小艺;许继平;齐杰;连晓峰;

自控实验与MATLAB仿真相结合的实验教学方法研究    胡琳静;马然;席东民;

基于不确定信息的灰色广告控制模型研究    俞斌;施红星;

攀钢1350板坯拉矫机驱动控制系统现状与改进措施的探讨    叶树;

PLC在瓦斯抽放控制系统中的应用    葛国秋;

节能冰场中乙二醇泵的变频控制    姜珊;

粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用    戴运桃

海洋平台非线性系统最优减振控制研究    梁燕军

基于并网逆变器电能质量与变换效率的若干关键技术研究    杨波

LCC-SPRC高压高频大功率电除尘电源的理论分析与功率参数设计    刘军

微网多目标优化运行及控制策略研究    崔明勇

基于LCL滤波器的单相并联有源滤波器控制技术研究    唐诗颖

数控机床双轴同步控制技术研究    何王勇

数控机床直线电驱进给系统控制技术及动态特性研究    潘超

四象限级联型多电平高压大功率逆变器控制系统研究    刘子建

基于微分几何理论电力电子变换器非线性复合控制研究    乐江源

航空发动机多变量鲁棒控制方法研究    李华英

基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计    刘鲁艳

基于神经网络的两类问题研究    程慧

一类非线性时滞系统的稳定性及鲁H_∞控制    许继影

无人飞行器航迹规划算法研究    辛贵州

基于DSP转台伺服控制系统的设计    吴天柱

三轴摇摆台伺服系统设计及精度问题研究    张志富

空间多级倒立摆控制系统研究    王岱荣

基于组态技术的煤气生产控制系统的设计    王丽艳

VRV空调控制系统的半实物仿真平台研究与开发    江斌

江南体育在线直播观看 电池综述    成志秀;王晓丽;

光伏并网发电系统的控制方法    赵为;余世杰;沈玉梁;苏建徽;

太阳能电池阵模拟器的设计和研究    饶建业;李永东;李谦;沈智宇;

分布式发电供能系统若干问题研究    王成山;王守相;

基于EMTP/ATP的双馈式风力发电系统的模型与实现    李鹏程;叶林;

并联有源滤波器的最优电压滞环电流控制    粟时平,李圣怡

新型太阳能逆变控制器研制    赵志强;穆桂霞;赵双喜;张雄;

光伏并网发电系统最大功率跟踪新算法及其仿真    栗秋华;周林;刘强;张凤;武剑;

光伏系统最大功率点追踪方法的改进    温嘉斌;刘密富;

锂电池馈电并网系统的设计与实现    王斯然;姚文熙;周霞;吕征宇;

江南体育在线直播观看 并网发电系统的研究    赵为

大功率高性能逆变器技术发展综述    李永东,倚鹏

零漂对逆变器的影响及其抑制    陈荣,王晓琳,邓智泉

电动车用辅助逆变器的设计与实现    徐强,张维刚

一种改进的电压电流混合控制的并联逆变器    闫耀民,范瑜,汪至中

SPWM逆变器计算机辅助分析    王崇武,任章,王淑蓉

独立逆变器快速保护作用分析    钟思正,王问斯

采用主从型逆变器结构的静态同步补偿器    王江,王民,K.M.Tsang

简易逆变器的制作    张洪耀;梁诗莹;

全数字升压逆变器设计    徐国富;潘孟春;单庆晓;

逆变器选型推荐    

用于电机驱动的谐振极ZVT-PWM逆变器功耗及效率分析    明正峰;钟彦儒;

单相SPWM逆变器重复控制技术的仿真研究    郭荥祥;巩瑞春;袁红霞;

一种新型便携式逆变器的分析与设计    于海龙;刘锋;

单相SPWM逆变器重复控制技术的仿真研究    郭荣祥;巩瑞春;袁红霞;

关于在逆变器输入侧是否加装外置快熔的探讨    朱安远;

一种改进型三相Z-源逆变器    杨立强;丘东元;

SVPWM逆变器低次电压谐波分析    余仕求;

联型逆变器的可靠性分析    单庆晓;潘孟春;翁飞兵;罗超;

一种谐振型软性逆变器的分析与仿真    许哲雄;徐国卿;

新型Z源逆变器    汤雨;张超华;谢少军;

北京大型光伏逆变器基地奠基    记者 涂露芳

逆变器行业逆市扩张    本报记者 张子瑞

光伏逆变器:“寒冬”中逆势而上    本报记者 徐建华

国产逆变器:市场好竞争力弱    本报记者 徐恒

致力于提供高性能的光伏逆变器    张志辉

光伏逆变器或提振光伏产业    CUBN 记者 周洪博

简易方波12V转220V交流逆变器电路图    广东 付兵彭

2012年全球光伏逆变器将破70亿美元    王辉

简易逆变器的制作    浙江 吴建龙

逆变器制造商转向电站开发    本报记者 朱怡

串联型高增益Z源逆变器及其应用研究    蔡春伟

混合多电平逆变器拓扑及其市制方法研究    丁凯

输入串联输出并联逆变器系统控制策略的研究    庄凯

多电平直流环节逆变器新型拓扑与调制方法研究    陈金平

混合动力电动车中高性能Z源逆变器控制器研究    范功诚

级联型逆变器关键技术研究    单庆晓

PWM逆变器传导电磁干扰的研究    裴雪军

PWM逆变器特定消谐式谐波抑制技术的研究    佟为明

多电平二级管钳位型逆变器电容电压平衡SVM算法及其应用研究    王姿雅

储能型Quasi-Z源级联多电平光伏逆变器研究    孙东森

三相并网/独立双模式逆变器并/脱网控制研究    刘润彪

离网型风力发电单相逆变器的研究与实现    李洋

大功率光伏逆变器损耗模型的研究    宋静文

基于Z源逆变器的光伏并网系统研究    常琳

基于市电补偿的光伏逆变器研究与设计    薛东

基于键合图理论的逆变器故障诊断方法研究    杨婷

开关电感型Z源/准Z源逆变器的研究    程红江

碳化硅场效应管光伏逆变器的研制    于海明

基于神经网络的逆变器的研究    元志

3KW中功率光伏逆变器的研制    王大伟

Baidu
map