具有APF功能的非隔离型光伏并网逆变器研究

【摘要】：太阳能具有取之不尽，绿色无污染的特性，使其成为当今世界经济发展急需且适合的新能源。光伏并网系统能够将太阳能转换为并网电能，是有效的能源转换手段。光伏并网系统有隔离型和非隔离型之分。隔离型光伏并网系统包含变压器，能够实现电网和太阳能电池板的隔离，保护人身和设备安全，但是变压器体积大、重量重、成本高，而且使得光伏并网系统的整体效率低。非隔离型光伏并网系统消除了隔离型光伏并网系统的大体积、大重量和低效率的缺点，但是却会带来共模电流，危害人身和设备安全。研究能够消除或者抑制共模电流产生的非隔离型光伏并网系统是光伏系统的发展方向。 随着科技的发展，越来越多的电力电子设备开始在工厂和个人家庭里使用，这在方便人们工作和生活的同时，也为电网带来了更多谐波，危害电网和设备的安全使用。有源电力滤波器是有效的谐波抑制手段，它相比无源滤波器具有主动、可控、灵活的特点。但是其具有一次性投入成本过高的缺点，使得它的推广被限制。 本文首先介绍了光伏发电技术和有源滤波技术的研究现状。分析了非隔离型光伏并网系统共模电流产生的原因，对几种常用的非隔离型光伏并网拓扑抑制共模电流的原理进行了分析。在此基础上研究了新型H6非隔离光伏并网逆变器的工作原理，分析了其共模电流与电路参数和开关频率的关系，为同是使用开关管寄生二极管钳位的非隔离型拓扑的电路设计提供了理论分析，然后设计了H6逆变器的电路参数，搭建了实验平台对理论的正确性和H6拓扑抑制共模电流的有效性进行了验证。在H6的基础上又研究了H7拓扑，H7拓扑利用直流侧电容进行钳位，能够更好的抑制共模电流的产生，搭建了实验平台对此进行验证。 其次，分析了光伏并网系统和有源电力滤波器的相似性，介绍了两者能够实现结合的理论基础。在两者的结合系统中实现有源电力滤波功能的关键技术之一在于如何检测谐波，总结了常用的单相APF谐波检测方法，研究了一种带锁相环的基于瞬时功率理论的ip-iq谐波检测技术，保证了在电网电压畸变的情况下仍然能够快速有效的检测出负载电流中的谐波分量和无功分量。 最后，研究了基于H6拓扑的具有APF功能的光伏并网逆变器的统一控制策略。出于经济考虑，控制策略以实现最大功率传输光伏阵列输出能量为主，根据变换器剩余的容量动态的调整谐波补偿分量的大小。设计了电流和电压控制器。利用matlab进行了电路建模，验证了系统的有效性。 【关键词】：非隔离光伏并网系统 共模电流 有源电力滤波器 瞬时功率理论 谐振控制
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 课题的研究意义8
• 1.2 光伏发电技术8-14
• 1.2.1 光伏发电技术的发展及现状8-10
• 1.2.2 非隔离光伏并网逆变器的发展及现状10-14
• 1.3 有源电力滤波器的发展及现状14-15
• 1.4 具有 APF 功能的光伏并网逆变器的发展及现状15-16
• 1.5 论文的主要研究内容16-17
• 第二章 H6 非隔离光伏并网逆变器分析17-37
• 2.1 非隔离光伏并网逆变器共模电流分析17-19
• 2.1.1 分布电容的产生及作用17-18
• 2.1.2 共模电压和共模电流分析18-19
• 2.2 新型 H6 拓扑及其工作原理19-24
• 2.3 H6 型拓扑共模电流频谱分析24-27
• 2.3.1 H6 拓扑的共模等效模型24-25
• 2.3.2 H6 拓扑的共模电流频谱分析25-27
• 2.4 H6 型拓扑与几种非隔离光伏并网逆变器的比较27-28
• 2.5 H6 拓扑的实验验证28-32
• 2.5.1 H6 拓扑的样机总体结构28-29
• 2.5.2 H6 拓扑的样机参数设计及开关管的选取29-30
• 2.5.3 H6 拓扑的样机实验结果30-32
• 2.6 新型 H7 拓扑32-36
• 2.7 本章小结36-37
• 第三章 统一控制的理论基础和单相 APF 谐波检测方法37-50
• 3.1 光伏并网逆变器与 APF 统一控制的理论基础37-40
• 3.1.1 光伏并网逆变器的工作原理37-38
• 3.1.2 APF 工作原理38-39
• 3.1.3 APF 与光伏并网逆变器的可结合性研究39-40
• 3.2 单相 APF 谐波检测方法40-45
• 3.2.1 基于 Fryze 时域分析的电流检测方法40-41
• 3.2.2 基于快速傅立叶变换的谐波电流检测法41-42
• 3.2.3 基于瞬时功率理论的谐波电流检测算法42-45
• 3.3 本文采用的谐波检测方法45-46
• 3.4 单相 APF 的 matlab 仿真46-49
• 3.4.1 matlab 仿真模型建立46-47
• 3.4.2 仿真结果与分析47-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 基于 H6 拓扑的具有 APF 功能的光伏并网逆变器50-61
• 4.1 具有 APF 功能的光伏并网逆变器工作状态50-51
• 4.2 具有 APF 功能的光伏并网系统的硬件电路51-52
• 4.3 具有 APF 功能的光伏并网系统的统一控制策略52-57
• 4.3.1 指令电流的合成52-53
• 4.3.2 指令电流的限幅53-55
• 4.3.3 变流器控制器设计55-57
• 4.4 系统建模与仿真57-60
• 4.4.1 系统建模58-59
• 4.4.2 仿真结果与分析59-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第五章 总论与展望61-63
• 5.1 工作总结61
• 5.2 工作展望61-63
• 参考文献63-67
• 作者简介67-68
• 致谢68

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

三相电路瞬时无功功率理论的研究    王兆安;李民;卓放;

光伏并网发电及无功补偿的统一控制    汪海宁,苏建徽,张国荣,茆美琴,丁明

基于加窗插值FFT的电力谐波测量理论──（Ⅰ）窗函数研究    潘文，钱俞寿，周鹗

单相电路谐波及无动电流的一种检测方法    杨君，王兆安，邱关源

基于Fryze功率定义的三相系统广义无功实时检测方法    叶德云,罗欢,刘开培

移相构造法在单相有源电力滤波器谐波电流检测中的应用    董文娟;王天虹;卓放;

单相并网逆变器PWM方式与共模干扰的研究    袁义生;

用于APF的神经网络自适应谐波电流检测方法    李波,张林利,王广柱,李石清

基于单相电路瞬时功率理论的有源电力滤波器谐波电流实时检测方法    李自成;孙玉坤;黄振跃;刘国海;杨建宁;

单相电路两种谐波检测方法的研究    赵闻蕾;王华音;邹积岩;

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

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究    马琳

串联混合有源电力滤波器新型控制技术研究    童立青

并联型有源电力滤波器控制策略研究    裴兴华

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

基于傅立叶变换的接地网接地电阻异频测量技术分析    刘继芳;

光伏并网系统中的无功及谐波电流检测与补偿    杨立永;王周龙;田红芳;

新型注入式混合有源滤波器的设计及应用(二)    汤赐;罗安;吴宁;孙贤大;

基波串联谐振式混合有源滤波器的研究    汤赐;罗安;唐雯;舒适;

基于瞬时无功理论的谐波检测方法及其实现技术    汤赐;罗安;舒适;李建奇;

串并联有源电力滤波器的补偿特性分析及其仿真验证    戚亦可;于志新;

具有滤波与能量回馈双功能的电力变换器研究    朱益波;陈国呈;

一种变频器和工频电网之间同步切换的方法    张少云;刘斐;张铁军;陈刚;

三相并网逆变器的双环控制策略研究    刘飞;秦亮;孙建军;查晓明;

基于三电平逆变器的并联型三相四线制有源电力滤波器综述    平阳乐;陈阿莲;杜春水;张承慧;

基于DSP的谐波检测装置的设计    李益华;段虎;

一种基于MATLAB的谐波电流检测方法的仿真研究    张志;龚仁喜;韦皓;

采用Prony算法的非整次谐波分析    杨冠鲁;姚若苹;

机载PCM信号滤波系统设计与实现    吕鸣;滕斌;

关于电力系统FFT谐波检测存在问题的研究    杨润贤;郑恩让;高森;

基于瞬时无功理论谐波检测的MATLAB仿真研究    吴春芳;鄂飞;朱约章;程汉湘;

用线性调频Z变换的相邻谱线插值检测间谐波    刘亚梅;肖先勇;王楠;杨洪耕;

高压大功率三电平逆变系统故障特性分析与保护原理研究    刘健;尹项根;张哲;唐萍;熊卿;王存平;

牵引供电系统电能质量扰动在线检测研究    高师湃;张丽;李群湛;

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

并联型有源电力滤波器谐波检测及控制技术研究    谢斌

微网谐波振及电压暂降的评估与控制    雷之力

基于分频控制的并联型APF关键技术研究    张树全

城轨牵引内置式永磁同步电机驱动系统效率优化控制方法研究    盛义发

大功率注入式有源电力滤波器的理论研究及工程应用    夏向阳

基于神经网络的数字滤波器设计及谐波检测理论与方法研究    王小华

综合型电能质量调节装置的理论与技术研究    盘宏斌

交流异步电力测功机系统及其软测量技术研究    陈鸿蔚

电能质量参数检测算法的研究    江亚群

继电保护测试仪检定装置的研究与实现    王磊

三相四线制并联型有源电力滤波器的研究    徐坤山

电力间谐波的特性及抑制技术研究    陈铭明

基于DFACTS的电力牵引谐波抑制与节能研究    张冠洲

统一电能质量调节器检测及控制方法的研究    吕翠玉

神经网络在电力系统谐波分析中的应用研究    李天赞

配电网络电量参数监测终端研究    马岩

并联型有源电力滤波器的设计与研究    孙标广

统一电能质量调节器滤波技术研究    谭剑中

三相四线制下并联有源电力滤波器的研究与设计    赵春明

小功率单相并网逆变器并网电流的比例谐振控制    马琳;金新民;唐芬;梁京哲;

世界能源消费现状和可再生能源发展趋势(上)    钱伯章;

世界能源消费现状和可再生能源发展趋势(下)    钱伯章;

无变压器光伏并网逆变器的拓扑结构    沈友朋;宋平岗;

最新高效率光伏逆变器拓扑结构及功率器件介绍    Michael Frisch;Ern Temesi;韩军;陈道杰;

基于瞬时无功功率理论p-q-r谐波检测法初探    邱燕雷;顾炜;

有源电力滤波器技术的探讨    李家坤;李生明;

一种单相电路无功电流实时检测新方法的研究    李天博,孙雨华,廖志凌

一种单相电路谐波及基波电流检测方法    李芬华,胡建军

一种改进i_p-i_q谐波电流检测算法    刘金泉;陈兆岭;刘国海;刘慧;

基于重复控制理论的逆变电源控制技术研究    陈宏

并联有源电力滤波器实用关键技术的研究    陈仲

电能质量远程监测与有源电力滤波研究    杨杰

太阳电池I-V方程显式求解原理研究及应用    丁金磊

三绕组耦合电感实现高增益、高效率交错并联软开关Boost变流器    李武华

燃料电池并网逆变技术研究    沈国桥

三相光伏并网系统的运行控制研究    王博;李安;向铁元;张均;

1MW光伏并网移动房排风散热设计    王耀邦;

无大容量电解电容式单相光伏并网系统    王喆;宋斌;陈宗祥;

光伏并网系统的混成控制研究    李莎;粟时平;刘桂英;范孝春;黄飞;

离散时间模型预测控制在光伏并网中的研究    郁冲;王锴;

光伏并网电站数据采集监测系统    刘宏;陈慧玲;庞胜利;

三相光伏并网系统的控制策略研究    郑诗程;夏伟;

5kW太阳光伏并网示范电站的研究和开发    滕为公;杨桂红;王冬梅;安利娟;刘光;

Z源光伏并网直接电流单周控制系统    蒋立;郑建勇;

单相光伏并网控制的研究    赵晶;

基于线电流解耦算法的三相光伏并网系统    谭甲凡;

一种三相光伏并网系统的双模运行控制策略    周彦;段善旭;刘飞;殷进军;刘邦银;

基于Z源的光伏并网控制策略研究    蒋立;郑建勇;

不可调度式单相光伏并网装置的平波电容容量的选择    沈玉梁;苏建徽;赵为;余世杰;王斯成;王德邻;

光伏并网系统反孤岛控制策略研究    金结红;余晓东;余海东;

小型江南体育在线直播观看 并网系统设计    黄改云;

单相光伏并网逆变器的研究    李练兵;王同广;孙鹤旭;

新型锁相技术在光伏并网系统中的应用    周方圆;龚芬;胡前;彭振江;

单相光伏并网系统及其反孤岛策略的仿真研究    褚小莉;余晓东;

基于DSP江南体育在线直播观看 并网系统的应用研究    张海波;孙邦伍;原慧军;刘伟;崔海瑞;

我市开建20兆瓦光伏并网电站    记者 王贺　通讯员 杨锋 学谦

40余项光伏并网关键标准或上半年完成编写    本报记者 王荣

我市光伏并网容量年底将达1000兆瓦    记者 李莎莎

光伏并网标准亟待出台    缪传俊

我的微型分布式光伏并网电站(下)    淄博 田连华

我的微型分布式光伏并网电站(上）    淄博 田连华

江苏 分布式光伏并网容量居全国第一    黄蕾

上半年光伏并网量大增 能源局力促分布式发展    记者 王佑

上半年新增光伏并网容量翻番    国家能源局

中节能光伏并网项目竣工在即    记者 杨文浩

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

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

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

大功率光伏并网逆变系统研究    马亮

数字化光伏并网系统的逆变技术研究    张文

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究    马琳

光伏并网逆变系统控制策略研究    郭晓瑞

三电平光伏并网逆变器拓扑结构及控制策略的研究    周皓

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

单相光伏并网逆变数字控制策略研究与实现    刘伟

光伏并网逆变器及其输出控制研究    刘俊杰

光伏并网控制策略与低电压穿越技术研究    安志龙

光伏并网系统动态建模研究    李怀花

分布式光伏并网逆变系统控制策略研究    梁斌

三相光伏并网控制系统研究    周洪伟

户用光伏并网系统及其控制方法的研究    陈晓高

光伏并网功率调节系统及其控制策略的研究    刘增伦

小功率光伏并网系统的研究与设计    程相普

三相光伏并网系统的统一电能质量控制    胡晓青