谐振式软开关光伏并网逆变器的研究

【摘要】：在全球能源危机和环境污染的双重压力下，光伏并网发电技术正得到越来越广泛的重视。光伏并网发电系统的核心是光伏并网逆变器，传统的光伏并网逆变器采用PWM控制方式，因占空比不断变化，开关管工作在硬开关状态，开关瞬间存在较大的开关损耗，且容易引起尖峰电压损坏开关管，降低系统寿命。为解决以上问题，本文提出了谐振式软开关光伏并网逆变器，并对其电路结构、控制方法及实现方式做了深入的研究。 针对传统PWM控制型光伏并网逆变器的主电路拓扑结构其开关管始终工作在硬开关状态，开关损耗大的问题，给出了谐振式软开关主电路拓扑结构，使开关管始终工作在谐振式零电流软开关状态，减小了开关损耗。对电路的工作状态及数学模型做了详细分析，并给出了各主要元器件参数的设计方法。为对谐振式软开关主电路进行有效控制，提出了基于正弦波脉冲密度调制（SPDM）的系统控制方法；针对循环换流器换流期间的并网电流滞后现象，提出了辅助滞环控制方法，使电流在过零点波形更为平稳，减少了谐波含量；采用电网电压前馈补偿控制方法和最大功率点跟踪方法，给出具体实现方案。 在理论分析的基础上，采用PSPICE软件对逆变器主电路进行了仿真；采用MATLAB/SIMUlink软件建立了系统仿真模型，对MPPT控制、外电压环控制、SPDM电流跟踪控制、辅助滞环控制和电网电压前馈补偿控制进行了仿真分析，验证了理论分析的正确性。搭建了小功率光伏并网逆变器实验平台，并对实验结果进行了分析，验证了系统方案的可行性。 【关键词】：光伏 逆变器 谐振 软开关
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 课题研究的背景和意义7
• 1.2 光伏发电的现状和发展趋势7-8
• 1.3 光伏并网技术的研究现状和存在问题8-11
• 1.4 本课题研究的主要内容11-13
• 第二章 谐振式软开关光伏并网逆变器的主电路研究13-27
• 2.1 光伏并网逆变器的主电路拓扑结构13-14
• 2.1.1 传统 PWM 控制型主电路拓扑结构13
• 2.1.2 谐振式软开关主电路拓扑结构13-14
• 2.2 DC/DC 变换电路分析14-18
• 2.2.1 Boost 电路工作状态分析14-16
• 2.2.2 Boost 电路参数计算16-18
• 2.3 DC/AC 变换电路分析18-26
• 2.3.1 谐振式软开关逆变电路工作原理18-20
• 2.3.2 各开关模态等效电路20-21
• 2.3.3 各开关模态工况分析21-24
• 2.3.4 谐振式软开关逆变电路参数计算24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 基于正弦波脉冲密度调制的光伏并网控制技术27-37
• 3.1 双闭环系统控制策略27-28
• 3.2 SPDM 并网电流跟踪控制技术28-33
• 3.2.1 并网电流跟踪控制方法比较28-29
• 3.2.2 SPDM 并网电流跟踪控制的基本原理29-30
• 3.2.3 SPDM 并网电流跟踪控制的实现方法30-32
• 3.2.4 辅助滞环控制方法32-33
• 3.3 电网电压前馈补偿控制33-34
• 3.4 最大功率点跟踪方法34-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 控制系统硬件电路设计37-45
• 4.1 硬件电路整体结构37
• 4.2 DSP 最小系统37-38
• 4.2.1 DSP 最小系统电路37-38
• 4.2.2 DSP 主要端口定义38
• 4.3 辅助电源电路38-40
• 4.4 MOSFET 及其驱动电路40-41
• 4.5 信号检测电路41-44
• 4.6 内锁相环电路44
• 4.7 本章小结44-45
• 第五章 系统软件设计45-51
• 5.1 系统软件的整体结构45-46
• 5.2 系统主程序46
• 5.3 SPDM 控制子程序46-47
• 5.4 自动排序 A/D 转换47-48
• 5.5 MPPT 控制子程序48-49
• 5.6 锁相环控制子程序49-50
• 5.7 本章小结50-51
• 第六章 光伏并网系统的仿真和实验51-61
• 6.1 基于 PSPICE 软件的主电路仿真51-53
• 6.1.1 传统 PWM 控制型逆变电路的仿真51-52
• 6.1.2 谐振式软开关逆变电路的仿真52-53
• 6.2 基于 MATLAB 软件的系统仿真53-59
• 6.2.1 系统仿真模型的建立53-55
• 6.2.2 系统仿真结果分析55-59
• 6.3 实验结果及分析59-60
• 6.4 本章小结60-61
• 主要结论与展望61-63
• 主要结论61-62
• 展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-66
• 附录66-70
• 附录 A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文66-67
• 附录 B 控制系统主要电路原理图67-70

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

对IGBT逆变器吸收电路的改进与仿真    王鹏程;郑建勇;尤鋆;

电流型光伏并网逆变器的关键技术研究    郭鹏;江智军;胡炜;

PSM功率控制大功率感应加热电源及应用    沈锦飞;单广伟;颜文旭;惠晶;

基于TMS320LF2407A的软件锁相环的设计与实现    安小丹;梁晖;

基于ZCT软开关的光伏并网逆变器研究及实验    冯展;王冠群;王天亮;刘京斗;

光伏并网逆变前馈补偿控制技术研究    郭立杰;诸嘉慧;

并网逆变器死区补偿研究    吴华波;

谐振过渡软开关单相PWM并网逆变器    史丽萍;张建伟;阎同东;樊丽丽;张文胜;

一种基于UC3844的多路输出电源设计    刘俊;楚君;王玲;

软开关技术发展现状的研究    王星云;王平;陈莲华;

光伏并网功率调节系统及其控制的研究    汪海宁

大容量多重化多晶硅用DC-DC变换器的研究    范好亮

单相光伏并网逆变器的研究    魏德冰

单相光伏并网逆变器的研究与设计    齐乐

3KW光伏并网逆变器的研制    肖巧景

锁相环频率跟踪技术在高频逆变电源中的应用    郭红

高频隔离式光伏并网逆变器的研制    林东栋

基于TMS320LF2407A的射频电源控制器的设计    陈超

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

基于MATLAB的光伏模块输出特性及MPPT的建模与仿真    王雨;胡仁杰;

单周期控制的航空高功率因数变流器仿真    李岩;苏学军;刘陵顺;

改进型移相全桥ZVZCS直流变换器    张勇强;金新民;张斌斌;刘京斗;

串联负载谐振变换器的参数设计    贺明智;刘宏亮;王丹;冯轲;

大功率高频软开关电化学电源的设计    段振涛;肖文勋;丘东元;张波;

高功率因数软开关车载充电机设计    缪晓忠;

光伏发电系统的MPPT方法研究    莫小红;程玉华;雷凯;

大功率高频变压器油箱局部损耗发热的探讨    陈颖

正激式零电压转换开关电源设计及PSPICE仿真    刘大年

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

非均匀辐射条件下光伏阵列建模及运行稳定性分析    张渊明;孙彦广;张云贵;

全面推动我国电除尘器(ESP)电源的高频化进程    张谷勋;

城市轨道交通车辆应急通风电源设计    陈超;刁利军;陈杰;阮白水;刘志刚;

全面推动我国电除尘器(ESP)电源的高频化进程    张谷勋;

直流变换器三电平拓扑及其控制专题教学探讨    马运东;吴春旺;

基于软开关技术的内反馈串级调速系统    贾华;于精卫;高振宇;

独立光伏发电系统最大功率点跟踪控制    孙亚宁;

全数字化高频软开关电镀电源仿真研究    杜贵平;张波;陈立军;胡宗波;

零电压转换PWMDC/DC变换器的研究    高原;邱新芸;

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

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

大容量高频谐振逆变器关键技术的研究    李建文

微电源并网同步检测与定功率输出控制技术研究    龚宇雷

260kVA无源软开关辅助变流器研究    王小方

单周期临界导通PFC转换器控制模式及关键技术研究    李娅妮

多变换器模块串并联组合系统研究    陈武

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

小型光伏系统及其关键问题研究    胡义华

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

移相全桥软开关变换器的研究和设计    张本庚

大功率软开关氙灯电源的研究    韩春霞

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

连续弧等离子点火电源技术研究    陈明敏

基于软开关和均流技术的电镀电源    宁伟

风光联合发电系统建模与设计    陈丽

光伏并网逆变系统的研究及应用    李明

户用光伏逆变电源系统研究    王恩

太阳光伏发电    崔容强;喜文华;魏一康;张兰英;

单相PWM整流器主电路参数选择探讨    唐丽丽,郑琼林

人类理想的新能源——太阳能发电    陈幼松

可再生能源与变流技术(一)    黄济荣;

高压大功率IGBT驱动模块的技术特点    张黎;尹向阳;

基于DSP的小功率光伏并网逆变器的设计    杨军;金新民;童亦斌;

国家体育场江南体育在线直播观看 发电系统    李炳华;王玉卿;王振声;李战赠;马名东;王烈;

一种基于DSP+FPGA的控制系统方案设计    黄玉梅

IGBT驱动及短路保护电路研究    李振民,刘事明,张锐

基于DSP的混合有源电力滤波系统数字控制器的设计    刘贤兴,廖志凌,张新华,杨泽斌

江南体育在线直播观看 并网发电系统的研究    赵为

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究    张超

光伏发电系统逆变技术研究    吴春华

三相并网光伏发电系统的运行控制策略    刘飞

全固态高频多管并联逆变电源的研究    孔令枝

大功率IGBT模块并联特性及缓冲电路研究    王雪茹

基于DSP的高频感应加热电源控制系统的研究    张素荣

逆变电源控制方案的研究与实现    李志江

单相逆变器重复控制和双环控制技术研究    李俊林

SPWM逆变器带极点配置的重复控制研究    田斌

基于FPGA的感应加热电源控制器的研究    孙金秋

多支路并网型光伏发电最大功率跟踪器的研究    陈兴峰

逆变电源的数字化控制技术研究    周胜灵

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    

光伏发电系统及其应用    刘志军;魏塔;

小功率光伏并网逆变器    王守仁;金新民;杨海柱;

带孤岛效应检测的单周控制三相并网逆变器    于小辉;梁志珊;

光伏并网系统研究    曹海红;

阳光电源并网光伏逆变器率先通过“金太阳”认证    何为;

一种高频环节并网逆变器的实现方案    陈潼;赵荣祥;

基于无差拍控制的并网逆变器    刘伟;戴瑜兴;文劲松;

基于TMS320LF2407A的软件锁相环的设计与实现    安小丹;梁晖;

并网逆变器的自动重启程序设计    姜宪明;黄晓江;冬雷;杨耕;

微网中并网逆变器的一种改进下垂控制策略研究    史玉立;

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;

一种基于dsPIC30F4011的并网逆变器锁相控制方法    何占宁;夏东伟;刘玉朋;马秀秀;

基于间接电流控制的改进型双BUCK并网逆变器    侯世英;肖旭;彭文雄;张闯;

并网逆变器直流注入控制策略研究    郭小强;邬伟扬;关雅娟;

基于dsPIC的光伏并网发电系统研究    叶刚;

自主研制的10kW太阳能并网发电系统    于元;张志文;王文静;刘波;

LCL并网逆变器入网电流控制技术研究    徐志英;许爱国;谢少军;汤雨;

并网调节的不间断光伏电源    郑万雷;刘文良;

基于状态空间平均法的光伏并网逆变器控制建模(英文)    杨海柱;金新民;

京仪绿能光伏并网逆变器通过国际权威认证    黄倩

吕全亚：把复杂问题简单化    本报记者 孙人杰　实习生 钟天翼 黄星

光伏发电若要并网 直流先要变成交流    姜小莉 左裔

兆伏集团昂首光伏产业第一方阵    记者 姚秀峰

曹仁贤：清洁高效能源的守护者    本报记者 朱艳燕

光伏逆变器在扬并网    记者 邹平　季煜

世博会为我国光伏产业提供范本    辛桦

北京大型光伏逆变器基地奠基    记者 涂露芳

上广电与AE联合抢滩中国太阳能并网逆变器市场    杨娜

16家入围关键设备目录企业受益    本报记者 邢佰英

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究    马琳

并网逆变器关键技术研究    姚志垒

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

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

多重电枢混合励磁风力发电系统的研究    杨勇

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

LCL型并网逆变器的解耦控制与优化设计    薛明雨

大功率光伏并网逆变系统研究    马亮

LCL滤波并网逆变器的数字单环控制技术研究    殷进军

单相光伏并网逆变器的研制    施韵

光伏并网逆变器的研究    曹建平

两级式光伏并网逆变器及其功率解耦研究    王翀

500W光伏并网逆变器的设计    朱铭炼

低成本小功率光伏并网逆变器研究    丰瀚麟

10kW光伏并网逆变器的研制    刘志强

基于模糊控制技术的三相光伏并网逆变器的研究    彭倬

1kVA单级式光伏并网逆变器的研制    孙继健

微电网三相并网逆变器硬件研究与设计    周迪

基于间歇性双边无功率扰动的三相并网逆变器孤岛检测研究    张俊