户用型光伏并网发电系统设计

【摘要】：当今世界,电能已成为主要的二次能源。利用传统能源(如煤、石油、天然气等)发电所带来的能源紧张、环境污染等问题日益严重,使得开发利用可再生能源成为未来能源发展战略的制高点。太阳能作为一种高效、清洁的新能源,当之无愧成为未来发电的首选能源。以前光伏发电以离网为主,主要用于偏远的无电地区。当下,光伏市场开始向城市并网发电、建筑光伏一体化方向发展,逐渐进入由传统的“补充能源”向新型的“替代能源”的过渡时期。因此,针对用户使用,本文设计了一款高效率、高功率因数的户用型光伏并网发电系统。 系统采用DC/DC、DC/AC双级式拓扑结构。首先,针对光伏电池的转换效率问题,比较分析了各种最大功率点跟踪技术(Maximum Power Point Tracking, MPPT),并采用扰动观测法实施MPPT控制；针对光伏阵列的阴影效应会导致光伏组件输出电压不稳定的问题,提出了一种高电压增益的改进型Boost电路结构；其次,并网逆变器的控制采用电压电流双闭环控制方式：电压外环采用常规PID控制方式,用于稳定直流母线电压；电流内环采用输出电流SPWM控制方式,实现单位功率因数并网；之后,深入研究了光伏并网逆变器的孤岛效应产生机理、构成危害和检测方法,在常规主动式频率偏移法(Active Frequency Drifting, AFD)的基础上提出一种改进型方案来避免由于负载特性而导致孤岛检测失败的情况发生；最后,针对以上理论分析搭建了基于MATLAB/Simulink的仿真模型,并完成仿真验证。 初步完成了基于TMS320F2812的系统硬件电路和软件流程图设计。完成了基于DSP的菜单程序、数据采集以及SPWM控制程序设计与部分实验测试等工作,为进一步的工程设计测试打下了一定基础。 【关键词】：双级式拓扑 最大功率点跟踪 光伏并网 孤岛检测 改进型Boost
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 引言10-16
• 1.1 课题研究目的及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国外发展现状11-12
• 1.2.2 国内发展现状12
• 1.2.3 存在的主要问题12-13
• 1.3 户用型光伏并网发电系统概述13-15
• 1.3.1 户用型光伏并网发电系统的构成及特点13
• 1.3.2 户用型光伏并网发电系统的电路结构分析13-15
• 1.4 课题研究的主要内容15-16
• 第二章 光伏电池及其最大功率点跟踪分析16-30
• 2.1 光伏电池工作原理与输出特性16-19
• 2.1.1 光伏电池工作原理16
• 2.1.2 光伏电池U-I特性曲线16-18
• 2.1.3 光伏电池的等效电路18-19
• 2.2 最大功率点跟踪研究分析19-27
• 2.2.1 常用最大功率点跟踪方法19-22
• 2.2.2 基于改进型Boost电路的MPPT研究22-27
• 2.3 MPPT仿真分析27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 户用型光伏并网逆变器控制技术研究30-42
• 3.1 单相户用型光伏并网逆变器的结构与建模30-31
• 3.1.1 单相户用型光伏并网逆变器的结构30-31
• 3.1.2 户用型光伏并网逆变器的建模31
• 3.2 并网逆变器的输出电流控制方法31-34
• 3.2.1 滞环比较控制方式31-33
• 3.2.2 定时控制比较方式33
• 3.2.3 SPWM电流跟踪方式33-34
• 3.3 直流母线电压的控制34-35
• 3.4 户用型光伏并网逆变器的控制策略35-39
• 3.4.1 并网逆变器的控制目标35
• 3.4.2 电流环控制设计35-37
• 3.4.3 电压环控制设计37-39
• 3.5 系统并网仿真分析39-41
• 3.6 本章小结41-42
• 第四章 户用型光伏并网发电系统的孤岛检测技术研究42-51
• 4.1 孤岛效应及其危害42-43
• 4.2 孤岛效应发生的可能性分析43
• 4.3 常用的孤岛检测技术43-47
• 4.3.1 被动式孤岛检测方法44-45
• 4.3.2 主动式孤岛检测方法45-47
• 4.4 AFD及其改进算法分析47-50
• 4.4.1 常规AFD存在的不足47
• 4.4.2 改进型AFD研究47-48
• 4.4.3 AFD仿真分析48-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 基于TMS320F2812的并网发电系统设计51-66
• 5.1 户用型光伏并网发电系统总体设计方案51-52
• 5.2 并网发电系统主电路设计52-56
• 5.2.1 DC/DC电路设计52-54
• 5.2.2 DC/AC电路设计54-56
• 5.3 并网发电系统控制电路设计56-60
• 5.3.1 采样调理电路56-59
• 5.3.2 DC/DC驱动电路59
• 5.3.3 DC/AC驱动电路59-60
• 5.3.4 系统电源电路60
• 5.4 户用型光伏并网发电系统软件设计60-62
• 5.5 基于DSP的SPWM控制程序设计62-65
• 5.6 本章小结65-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 6.1 工作总结66
• 6.2 后期展望66-68
• 参考文献68-71
• 发表论文和科研情况说明71-72
• 致谢72

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

光伏并网技术与市场——现状与发展    尹璐;赵争鸣;

电力电子主回路设计技术及控制策略技术研究    章建峰;

江南体育在线直播观看 并网发电系统的研究    王飞,余世杰,苏建徽,沈玉梁

主动移相式孤岛检测的一种改进的算法    刘芙蓉;康勇;王辉;段善旭;唐爱红;

光伏电池板在阴影影响下输出特性    胡义华;陈昊;徐瑞东;昝小舒;

江南体育在线直播观看 发电发展现状与趋势    蔡宣三;

一种基于TMS320F2812的软件锁相环实现方法    刘翔;张爱玲;

一种基于电导增量法的MPPT实现策略    汤济泽;王丛岭;房学法;

光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法    董密;罗安;

光伏发电系统模型综述    刘东冉;陈树勇;马敏;王皓怀;侯俊贤;马世英;

并网型户用光伏系统的孤岛检测技术研究    刘芙蓉

FPGA应用技术及在电力系统中的应用前景    张志杰,叶海峰,汪翔

MATLAB/Simulink在《电力电子技术》教学研究中的应用    吴剑威;唐立新;

基于UCC3895的新型通信AC-DC变换器的设计    吴江;

谐振技术的应用研究    张吉亮;

含有光伏电源的微网综述    王锡琳;

变电站光伏直流系统的研究与应用    林航;陈晓明;

利用PSPICE仿真分析PWM控制电路    赵涛,姜卫东

基于TMS320LF2407A的电力逆变器研制    袁一鸣;江明;

家用江南体育在线直播观看 电源系统优化设计    龙维绪;王志刚;刘祖明;廖华;

光伏控制器新型充电管理模式研究    普平贵;

基于主动均衡技术的电动汽车电池管理系统    傅尧;潘博;郑百祥;

琅琊山电站机组变频启动时转子位置计算的介绍    汪卫平;

The Sliding Mode Control Method of Grid-Connected Inverter Applied to Three-Phase Intermittent Power Supply    

基于PLC控制的PWM调节电容型SVC的研究    韩琳;李士杰;方科;张进;

基于LonWorks的新型风机控制器    唐鹏辉;张云贵;王丽娜;

基于STC89C52单片机PWM调速控制系统的硬件设计    刘紫晶;

TMd-50系列高压变频器在梅钢1780热连轧的应用    王文娟;

一种采用多重化整流技术的低谐波逆变弧焊电源    张光先;尹海;苗华伟;刘晨;

基于PSIM9.0的单相光伏逆变系统的仿真研究    孙冰;白树忠;郑世松;

基于频率偏移法的光伏并网逆变器孤岛检测    陈曦;李亚楠;陈阿莲;杜春水;张承慧;

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

基于磁粉离合器的汽车起步控制策略研究    吴晓刚

开关电源的协同控制理论及脉宽调制应用技术研究    王前

质子交换膜燃料电池的综合智能协调控制研究    詹跃东

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

基于磁开关和带状线的长脉冲、超低阻抗脉冲发生器及其相关技术研究    杨实

变转速泵控差动缸及低能耗注塑机技术研究    张红娟

永磁风力发电机分布式直流并网变流器的研究与实现    张洪阳

磁性液体微压差传感器的理论及实验研究    郝瑞参

基于DSP的铜材连铸水平牵引变频调速控制系统研究    汪鹏飞

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

江南体育在线直播观看 发电单相并网逆变器研究    李本元

改善永磁接触器动态分断过程的方法研究    张钢岭

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

开关型YAG脉冲激光电源系统的研究    赵航

半导体激光器智能化电源设计    赵鹏

大功率软开关氙灯电源的研究    韩春霞

基于DSP的异步电动机软起动控制系统研究    肖大志

基于DSP的单级式光伏并网系统的研究    耿兴华

国内外光伏发电的新进展    昌金铭;

中国可再生能源发展的几个政策问题与解决措施    史立山;

中国到什么时候才能学德国?    

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

无功补偿技术在光伏并网发电系统孤岛检测中的应用    禹华军,潘俊民

带正反馈的主动移频孤岛检测法的参数优化    刘方锐;康勇;张宇;段善旭;

西藏双湖25kW光伏电站交流配电系统的设计与实施    孙广生

一种新的准固定频率滞环PWM电流控制方法    杨旭,王兆安

一种新的PWM整流器电流解耦控制策略    钟炎平

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;

    记者 许可新

江南体育在线直播观看 并网发电系统的研究    赵为

软开关功率因数校正技术的研究    冯波

光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究    张超

三相光伏并网系统设计及其控制算法研究    王健

基于DSP的太阳能独立光伏发电系统的研究与设计    吴忠军

光伏并网发电系统控制方法的研究    杨建菲

独立光伏发电系统及其MPPT的研究    王厦楠

单相光伏并网逆变器的研究    余运江

艾默生亮相2011光伏产业盛会    

开辟国内光伏市场之“蓝海”    本刊编辑部;

光伏产业最大危机是市场风险——国家发改委能源研究所研究员王斯成解析光伏市场    孙海燕;

株洲南车时代电气股份有限公司250kW/500kW光伏并网逆变器通过TUV认证    

加快启动国内光伏市场,应对国际光伏形势新变化(中)——启动中国光伏市场的可行性分析    王斯成;

并网发电系统在太阳能发电中的应用    刘亮;宋丽梅;

《阳光能源》话你知 中国光伏想有一个家!    陈昆泉;

光伏产业:跨过寒冬是春天    胡兴军;

光伏工程都被谁抢走了    

光伏产业新动力：高纯冶金级硅太阳电池产品投入市场——CSI阿特斯宣布UMG组件e-Modules正式下线    袁麟;

安徽首座变电站光伏并网发电系统的研究与应用    谢红福;何鸣;张可;王晓;

对昆明电网光伏并网发电的一些思考    邹贤;王琳;

上海发展大型光伏并网电站大有可为    陈鸣波;李红波;

光伏玻璃中铁及其他着色金属离子的控制和管理    付玉生;张健;

经济转型背景下中国光伏产业培育和发展初探    唐青;

江苏光伏产业发展状况探析    

江南体育在线直播观看 产业的发展催化我国钢丝深加工技术的提升    李国府;吴文晨;宋仁伯;袁康;

新能源光伏产业的示范效应分析与发展对策——以保定英利新能源有限公司为例    王军;陈龙珠;崔秀丽;张国锋;

以创新管理应对金融危机——安彩光伏项目发展的启示    苍利民;关丽哲;阎韬;徐建军;王秀林;王茂鸿;刘凤玲;

新世纪光伏产业展望    施正荣;

我市首批江南体育在线直播观看 组件并网发电    记者 李莎莎

我市光伏项目建成41MW并网发电容量    记者 李莎莎

兆伏集团昂首光伏产业第一方阵    记者 姚秀峰

格尔木变身“光伏城”    记者 刘纪岩

我省光伏产业又传利好消息    记者 郑荣林

国投电力进军光伏产业    童馨

光伏产业井喷发展    王晓宁

光伏产业期待走上“阳光大道”    本报记者 贾芳　商棠

段轮一专题调研光伏产业    记者 谢慧敏

石嘴山“圈住太阳”打造中国光伏产业基地    石嘴山市委书记 李文章　市长 张作理

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

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究    马琳

中国江南体育在线直播观看 产业政策效应研究    袁见

模块化非隔离光伏并网逆变器及发电系统研究    张犁

我国江南体育在线直播观看 产业投资风险及决策研究    朱震宇

光伏产业国际竞争力研究    陈晓燕

中国光伏产业创新系统研究    戚汝庆

江南体育在线直播观看 产业链垂直一体化构建研究    耿亚新

基于线性二次型最优控制的光伏并网发电系统的研究    李春玲

三相光伏并网发电系统研究    雷家宁

单相光伏并网发电系统的研究    单琳

单相光伏并网发电系统的研究与改进    张峥

基于生物网络的光伏并网发电系统研究    王磊

三相光伏并网控制系统研究    周洪伟

光伏并网系统中的无功检测与补偿技术研究    王周龙

我国光伏科技及产业最优投资体系研究    汪瑜佩

光伏并网逆变器的研究    曹建平

500W光伏并网逆变器的设计    朱铭炼

10kW光伏并网逆变器的研制    刘志强