光伏并网逆变器并联控制技术研究

【摘要】：世界经济发展越来越迅速，全球化经济进程也在不断加剧。能源供应越来越显得力不从心。但是人类的能源需求却是在不断激增，又加上化石能源的利用对环境造成了不可估量的污染。这些问题无时无刻不在促使着人们去探索清洁可再生能源。人们希望通过对新能源的开发研究，改变现有的能源结构，从而维持能源经济的可持续发展。在人们目前关注研究的众多新能源当中，太阳能储量丰富，取之不尽用之不竭，清洁可再生，这些诸多的优点让太阳能开发备受关注，成为新能源研究的焦点。 光伏发电是太阳能研究利用中的一个重要方向。随着其开发应用技术的快速发展，光伏发电的应用前景变得更为广阔。更为深入的研究光伏发电系统，从而提高系统的发电效率是太阳能应用研究的一个重点。 太阳能电池是光伏发电的重要部件，因此如何增强电池的发电效率就成为了一个研究重心。一方面是研究光电转换效率更好的电池材料，另一方面是提高光照强度。因此高聚光比条件下的电池特性研究就显得很有意义了。在本文的第三章中我们研究分析了在聚光和冷却条件下的热阻与聚光比对砷化镓光伏电池特性的影响。 光伏并网发电是太阳能研究的一个应用趋势。逆变器作为把太阳能发电产生的直流电转变成我们常用交流电的设备，必然是并网发电技术研究的一个重中之重，对其控制技术的开发研究也就受到越来越多的瞩目。单个逆变模块的可靠性以及可扩充性都是很有限的。然而人们的用电需求却是逐日剧增，因此设计研究多个并网逆变单元进行并联输电就变的尤其的有必要。逆变器并联不仅能够使系统的发电效率、供电容量以及可靠性得到很大的提高，也能够使系统实现真正的冗余，是一种非常有效可靠的供电方案。主从式并联控制与集中式并联控制是目前比较普遍的逆变器并联方案。然而，这两种并联控制策略在并联的逆变模块之间都必须有互联线，从而在一些方面就受到了一定的约束限制，因此研究实现无线并联就显得很有必要。无互联线逆变器并联控制具有明显的优点，系统中并联逆变单元不相互依赖，抵御外界干扰的功能较强。 故本文基于改进的下垂法和正弦波三要素功率计算法，建立了用于逆变器无线并联的新型多环控制系统，并进行了仿真证明。改进的下垂算法能够更好的实现系统功率的均分，其中包括有功功率和无功功率。我们在系统结构中采用先进的数字控制器来完成控制任务。这样不仅克服了使用模拟的控制器所存在的不稳定的问题，也减轻了整体系统的重量和体积。无积分单元的正弦波三要素功率计算方法仅利用前后两拍电压电流值实时计算功率值，克服了积分所带来的一个工频周期的迟延，对提升系统的可靠性能卓有成效，实时精准的跟踪系统变化效果显著。 【关键词】：光伏发电 逆变器并联 并网 功率控制
【学位授予单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 课题背景11-14
• 1.1.1 江南体育在线直播观看 发电的优点12-13
• 1.1.2 江南体育在线直播观看 发电的缺点13-14
• 1.2 太阳能发电研究现状和前景14-18
• 1.2.1 光伏发电的趋势14-15
• 1.2.2 国外太阳能发电的现状与前景15-16
• 1.2.3 我国太阳能发电的现状与前景16
• 1.2.4 我国太阳能产业弊端16-18
• 1.3 研究意义18
• 1.4 本文所做的工作18-19
• 第二章 太阳能发电系统19-27
• 2.1 光伏发电原理19-20
• 2.2 光伏发电系统的分类20-21
• 2.3 并网太阳能发电系统的框图及原理21-22
• 2.4 光伏并网发电系统的主要设备介绍22-25
• 2.4.1 太阳能电池阵列22-23
• 2.4.2 逆变器23-24
• 2.4.3 监控测量与通信设备24-25
• 2.5 本章小结25-27
• 第三章 聚光和冷却条件下砷化镓光伏电池特性27-35
• 3.1 光伏砷化镓电池的电特性方程27-28
• 3.2 光伏砷化镓电池热平衡方程28-29
• 3.3 实验装置29-30
• 3.4 计算结果分析30-33
• 3.4.1 冷却热阻和聚光比对电池参数的影响30-32
• 3.4.2 聚光比和温度对参数的影响32-33
• 3.5 本章小结33-35
• 第四章 光伏并网发电系统中逆变器并联控制35-43
• 4.1 光伏逆变器应用及技术指标35-36
• 4.2 有互联线逆变器并联控制36-39
• 4.2.1 集中式并联控制36-37
• 4.2.2 主从式并联控制37-38
• 4.2.3 分散逻辑并联控制38-39
• 4.3 无线控制逆变器并联原理39-40
• 4.4 并联逆变器技术的发展趋势40-41
• 4.5 本章小结41-43
• 第五章 光伏并网逆变器无线并联控制43-55
• 5.1 逆变器并联无线控制策略43-45
• 5.1.1 并联运行模型分析43-44
• 5.1.2 改进的并联下垂法44-45
• 5.2 功率计算方案45-47
• 5.2.1 传统的功率计算方案45
• 5.2.2 改进的功率算法45-47
• 5.3 逆变器无线并联系统的仿真实现47-52
• 5.3.1 带有非线性负载的情况48
• 5.3.2 模块并入的情况48-51
• 5.3.3 逆变器 2 模块退出时的情况51-52
• 5.4 结论52
• 5.5 本章小结52-55
• 第六章 总结与展望55-57
• 6.1 总结55
• 6.2 展望55-57
• 参考文献57-61
• 致谢61-63
• 硕士期间研究成果63-64

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