户用离网型单相光伏发电系统的研究与设计

【摘要】：随着人类对环境保护的要求以及能源的需求不断提高,江南体育在线直播观看 发电产业逐渐被各国重视。本文在江南体育在线直播观看 产业发展的良好背景下,结合我国偏远地区的实际用电问题,设计了户用离网型单相光伏逆变器。本文的主要工作有：1、介绍光伏电池的工作原理、光伏逆变器的拓扑分类、调制方法以及控制策略,选择了单相全桥逆变拓扑结构及双极性调制策略应用于户用离网型单相光伏逆变器。2、对户用离网型单相光伏逆变器的主要部分进行分析并建立相关数学模型,得到了理想状态下单相全桥逆变电路的状态空间平均法分析模型。给出了离网型单相光伏逆变器的虚拟空间矢量控制策略,运用希尔伯特变换的基本原理实现虚拟矢量。介绍了基于虚拟空间矢量控制的离网型单相逆变器的实现过程。3、在Matlab/Simulink仿真工具中搭建离网型单相光伏逆变器的仿真模型。使用虚拟空间矢量控制策略及PI调节器,得到仿真结果。4、设计户用离网型单相光伏逆变器的样机的硬件电路和软件,并在实验室条件下得出实验结果。实验结果表明逆变器样机工作可靠、稳定,具有良好的带负载能力及输出特性。 【关键词】：能源需求 离网型单相光伏逆变器 虚拟空间矢量控制 样机设计
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题研究的背景及意义8-10
• 1.1.1 全球能源现状及光伏能源发展8-9
• 1.1.2 我国光伏能源发展现状及需求9-10
• 1.2 离网型光伏发电逆变器及其发展现状10-12
• 1.2.1 离网型光伏发电逆变器的基本组成10-11
• 1.2.2 离网型光伏发电系统的研究现状11-12
• 1.3 本文的主要内容12-13
• 第二章 户用离网型单相光伏逆变器系统的工作原理13-27
• 2.1 光伏电池特性13-16
• 2.1.1 光伏电池的工作原理13
• 2.1.2 光伏电池的等效模型13-16
• 2.2 离网型光伏发电逆变器的拓扑16-20
• 2.2.1 DC/DC变换器拓扑16-18
• 2.2.2 逆变器拓扑结构18-20
• 2.3 逆变器的调制方法20-23
• 2.3.1 单极性调制技术21-22
• 2.3.2 双极性调制技术22-23
• 2.4 逆变器的控制策略23-26
• 2.4.1 PID控制23-24
• 2.4.2 重复控制24-25
• 2.4.3 滞环比较控制及其他控制策略25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 离网型单相光伏逆变器的结构及建模分析27-39
• 3.1 充电控制部分结构27-33
• 3.1.1 蓄电池充电方式27-29
• 3.1.2 同步Buck电路分析29-31
• 3.1.3 Buck电路数学模型31-33
• 3.2 蓄电池的数学模型33-34
• 3.3 逆变单元数学模型34-37
• 3.4 输出滤波器建模37-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第四章 基于虚拟空间矢量的系统控制策略研究及仿真39-55
• 4.1 虚拟空间矢量的基本思想及原理39-41
• 4.2 希尔伯特变换的基本原理41-42
• 4.3 基于矢量变换的单相离网逆变器等效数学模型42-44
• 4.4 基于虚拟矢量的系统控制策略44-46
• 4.5 单相离网逆变器的仿真研究46-54
• 4.5.1 仿真工具Matlab/Simulink46
• 4.5.2 基于虚拟矢量控制的单相离网逆变器的仿真46-50
• 4.5.3 仿真结果50-54
• 4.6 本章小结54-55
• 第五章 离网型单相光伏发电逆变器的设计55-77
• 5.1 硬件设计55-66
• 5.1.1 MCU控制部分55-56
• 5.1.2 充电控制部分56-57
• 5.1.3 逆变全桥电路57-58
• 5.1.4 功率开关管驱动电路58-59
• 5.1.5 辅助电源模块59-60
• 5.1.6 采样电路60-63
• 5.1.7 人机接口模块设计63-66
• 5.2 软件设计66-70
• 5.2.1 蓄电池充电控制部分软件66
• 5.2.2 蓄电池过冲过放保护66-67
• 5.2.3 逆变部分软件设计67-69
• 5.2.4 人机接口模块软件设计69-70
• 5.3 实验结果分析70-76
• 5.3.1 系统的输出实验71-73
• 5.3.2 变压器原边电流测试73-74
• 5.3.3 输出保护实验结果74-75
• 5.3.4 人机接口模块实验75-76
• 5.4 本章小结76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 总结77
• 6.2 展望77-79
• 参考文献79-83
• 致谢83-84
• 硕士期间发表论文84

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