多功能光伏并网逆变器自适应控制策略的研究

【摘要】：随着工业化的发展，出现了环境污染问题和电网谐波污染问题，前者主要是由于化学能源的大量使用造成的，是一种“看得见的污染”；后者则是由各种非线性负载的不规则电流造成的，是一种“看不见的污染”。为有效地治理这两种污染并缓解能源短缺所带来的压力，本文基于多功能的光伏并网逆变器展开了研究工作。 上述多功能光伏并网逆变器具有两种工作模式：光伏并网发电模式和有源滤波模式。第一种模式属于新能源发电，可以缓解目前的能源紧缺问题；第二种模式可以解决谐波污染问题，改善电能质量。本文的创新点是探索一种新颖的自适应比例谐振控制策略，以实现这两种模式下的统一自适应控制，并用仿真与实验进行验证。 第一，对比分析了各种光伏并网逆变拓扑的优缺点并阐述了两级式并网逆变器的工作原理及漏电流情况，然后确定本文所使用的拓扑电路。 第二，针对并网电流控制过程中PI控制误差较大的问题及比例谐振控制受电网频率变化影响的缺陷，重点分析了基于特定滤波器的自适应比例谐振控制器的自适应原理，并用数学推导及仿真对谐振控制器的频率自适应效果进行了验证。 第三，分析了在光伏并网系统中拓展谐波补偿功能的必要性和可行性；针对传统谐波电流检测方法及补偿电流控制方法的不足，着重分析了自适应滤波器的推广应用及光伏并网与有源滤波的自适应控制环路的构建；最后基于控制环路整定了系统的控制参数。 第四，在对比分析常用的最大功率点跟踪方法的基础上，提出了一种基于Boost升压电路占空比直接扰动的自适应变步长最大功率点跟踪方法。 第五，搭建了多功能并网逆变器的仿真模型并进行了仿真，研制了一台4kVA的样机并进行了测试，详细分析了仿真和实验结果，验证了在频率变化的条件下两种模式均可以实现自适应控制，并且控制效果良好。 【关键词】：比例谐振 自适应 并网逆变器 最大功率点跟踪 频率漂移
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题研究背景及研究现状8-12
• 1.1.1 课题研究背景8-9
• 1.1.2 国外光伏并网逆变器的研究现状9-10
• 1.1.3 国内光伏并网逆变器的研究现状10-12
• 1.2 光伏发电系统概述12-13
• 1.3 本论文研究的主要内容13
• 1.4 本章小结13-14
• 第2章 单相并网逆变拓扑及工作原理14-23
• 2.1 光伏并网逆变器的拓扑结构14-16
• 2.2 单相全桥非隔离型并网逆变器的工作原理16-20
• 2.2.1 前级升压电路的工作原理16-18
• 2.2.2 后级逆变电路的调制技术18-20
• 2.3 光伏并网逆变器漏电流分析20-22
• 2.3.1 共模漏电流产生的机理20-21
• 2.3.2 抑制漏电流的单相光伏逆变电路21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 新颖的频率自适应比例谐振控制技术23-37
• 3.1 单相并网逆变模型23-24
• 3.2 并网电流跟踪控制技术24-26
• 3.2.1 基于电网电压前馈的PI控制24-25
• 3.2.2 比例谐振控制25-26
• 3.3 自适应比例谐振控制器分析26-34
• 3.3.1 比例谐振控制器的闭环形式26-27
• 3.3.2 基于自适应滤波器的自适应比例谐振控制器27-31
• 3.3.3 工频自适应比例谐振控制器的实现31-32
• 3.3.4 数学分析32-34
• 3.4 仿真验证34-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第4章 基于自适应 PR 的多功能并网逆变器37-55
• 4.1 引言37-38
• 4.2 多功能并网逆变器中的有源电力滤波器38-41
• 4.2.1 网侧逆变器的运行矢量图38-39
• 4.2.2 并联型有源电力滤波器的工作原理39-41
• 4.3 基于瞬时无功理论的谐波电流检测41-44
• 4.4 自适应策略在APF中的推广应用44-47
• 4.5 单相光伏并网与有源电力滤波的综合控制47-52
• 4.5.1 光伏并网工作模式的控制48-50
• 4.5.2 有源滤波工作模式的控制50-52
• 4.6 参数整定52-54
• 4.7 本章小结54-55
• 第5章 最大功率点跟踪技术55-66
• 5.1 光伏电池板的输出特性55-57
• 5.2 最大功率点跟踪原理57-58
• 5.3 最大功率点跟踪方法比较58-63
• 5.3.1 开环MPPT方法58-59
• 5.3.2 闭环MPPT方法59-63
• 5.4 步长自适应跟踪法63-65
• 5.5 本章小结65-66
• 第6章 系统仿真与实验66-80
• 6.1 系统仿真模型及仿真参数66-67
• 6.2 实验测试方案及实验参数67-69
• 6.3 并网发电模式仿真与实验69-75
• 6.3.1 MPPT仿真波形69
• 6.3.2 不同控制方式下的仿真波形对比分析69-72
• 6.3.3 不同控制方式下的实验波形对比分析72-75
• 6.4 有源滤波模式仿真与实验75-79
• 6.4.1 不同控制方式下的仿真波形对比分析75-77
• 6.4.2 不同控制方式下的实验波形对比分析77-79
• 6.5 本章小结79-80
• 第7章 总结和展望80-81
• 7.1 全文总结80
• 7.2 展望80-81
• 参考文献81-85
• 发表论文和参加科研情况说明85-86
• 致谢86-87

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

中国太阳光伏发电发展现状与未来展望    王长贵;

单相PWM整流器高品质网侧电流控制    杨艳;刘斌;张辑;彭彦卿;

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

三相并联型有源电力滤波器电流重复控制    耿攀;戴珂;魏学良;张凯;康勇;

新型并网逆变器控制策略比较和数字实现    郭小强;邬伟扬;赵清林;

级联多电平逆变器最优SPWM控制策略及其功率均衡方法    王学华;张欣;阮新波;

准谐振控制器在有源电力滤波器中的应用    杨秋霞;梁雄国;郭小强;赵清林;

双闭环矢量控制的电压型PWM整流器参数整定    汪万伟;尹华杰;管霖;

双dq变换软件锁相环的数学模型研究    王颢雄;马伟明;肖飞;陈明亮;刘勇;

单相光伏并网与有源滤波的统一控制    吴春华;黄建明;陈卫民;陈国呈;

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

烤烟房光伏系统的设计与实现    钟建伟;

蓬勃发展的江苏光伏产业    魏启东;王素美;李保庆;

基于数字控制单相PFC系统的研究    莫丽琴;

国内外光伏发电站环境影响评价方法简析    朱林;吴菲;李健;

基于三态滞环控制的电气化铁路电能质量治理装置    乔光尧;周飞;王宇红;于坤山;

谐波治理技术现状及其发展    罗安;吴传平;彭双剑;

滞环控制开关频率的一种分析计算方法    张加胜;李浩光;

电压型三相逆变器定频滞环电流控制新策略    张竹;张代润;何易桓;王超;

光伏发电系统并网控制技术现状与发展(上)    查晓明;刘飞;

光伏发电系统并网控制技术现状与发展(下)    查晓明;刘飞;

环境保护中高压脉冲等离子体技术的应用    谢瑞;刘军;李武华;何湘宁;

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;

云南省发展光伏发电的条件和前景    洪祖兰;

Research of three-loop Control Method Of PV Grid-connected Inverter    

并网逆变器控制技术研究    董鹏;毕天姝;薛安成;杨奇逊;

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;

抗三相不平衡负载的独立光伏发电系统的设计    伍春生;杨子龙;廖华;王一波;徐正国;许洪华;

飞速发展的江苏省光伏产业    王素美;魏启东;李保庆;

分布式风-光联合供能系统研究与设计    王瑜;黎灿兵;苏喆;曲芳;

基于Boost的单相两级光伏并网逆变器最优梯度控制研究    王斌;易灵芝;彭寒梅;李明;邓栋;颜志刚;

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

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

微网多目标优化运行及控制策略研究    崔明勇

微电源并网同步检测与定功率输出控制技术研究    龚宇雷

四象限级联型多电平高压大功率逆变器控制系统研究    刘子建

多变换器模块串并联组合系统研究    陈武

低压配电网有源电力滤波器关键技术研究    于晶荣

综合型电能质量调节装置的理论与技术研究    盘宏斌

成形脉冲YAG激光技术及应用研究    许宝忠

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

多模块并联DC/AC电力变换技术研究    吕世家

多模块并联DC/DC电力变换技术研究    马威

海洋潮流能发电系统的并网型逆变器设计研究    刘强

并联型三相三线制有源电力滤波器的仿真研究    许明

基于△调制系统的网络系统信息安全的研究    刘军朋

基于组态技术的煤气生产控制系统的设计    王丽艳

光伏并网逆变系统的研究及应用    李明

模糊控制在光伏最大功率追踪预测中的应用与研究    陈亚峰

城市轨道交通地面型超级电容储能系统关键技术的研究    邓文豪

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;

谐波抑制与无功补偿装置控制技术的进展    王玉斌;吕燕;田召广;徐桢;

新型注入式混合有源滤波器的研究    唐欣,罗安,涂春鸣

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

用于串联型有源电力滤波器的dq0变换    李亚峰,李含善,任永峰

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

非对称模糊PID控制在光伏发电MPPT中的应用    张超,何湘宁

能量回馈式PWM整流器并网的工程设计方法    刁利军;刘志刚;郝荣泰;沈茂盛;

具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统    吴理博;赵争鸣;刘建政;王健;袁立强;

级联H桥SVG直流侧电容电压的二次谐波计算    聂子玲;张波涛;孙驰;鞠竹;

软开关双向DC-DC变换器的研究    陈刚

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

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

中国光伏产业发展战略研究    李晓刚

燃料电池并网逆变技术研究    沈国桥

中国太阳能长期变化及计算方法研究    赵东

建筑集成光伏系统的能量变换与控制技术研究    刘邦银

基于电流源型半桥拓扑的双向直流变换器技术研究    肖华锋

并联型有源电力滤波器的电流数字控制技术    方昕

三相三线并联型有源电力滤波器设计与控制    耿攀

江南体育在线直播观看 路灯系统中MPPT控制器的研究与设计    龚菲

光伏发电系统MPPT控制方法的研究    王岩

光伏并网逆变器复用技术仿真研究    胡楷;杨俊;单庆晓;

全数字化控制光伏并网逆变器的设计与实现    余运江;杨波;吴建德;邓焰;

500W光伏并网逆变器设计    杨海柱;金新民;刘洁;

认证助艾默生网络能源进军光伏市场    顾华;韩新权;

20kW光伏屋顶并网发电系统    徐伟新 ,苏建徽 ,王斯成 ,汪海宁 ,邹昭平 ,黄焱

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;

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    

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;

基于dsPIC的光伏并网发电系统研究    叶刚;

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;

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

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

云南无线电公司与Power-One公司签署光伏并网逆变器项目合作协议    记者 陈文忠

光伏发电若要并网 直流先要变成交流    姜小莉 左裔

黑龙江省首个大型太阳能电站通过可研    通讯员 于莉杰

我省首个太阳能发电项目启动    曹红涛 于莉杰

黑龙江首个并网太阳能工程启动    通讯员 于莉杰　记者 桑学勇

新疆油田利用新能源擦亮一片天    记者 张文鸣

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

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

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究    马琳

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

LCL型并网逆变器的解耦控制与优化设计    薛明雨

LCL滤波并网逆变器的数字单环控制技术研究    殷进军

三相三电平光伏并网发电系统中若干关键技术的研究    杨滔

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

两级式光伏并网逆变器及其功率解耦研究    王翀

低成本小功率光伏并网逆变器研究    丰瀚麟

单相光伏并网逆变器的研制    施韵

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

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

基于模糊控制技术的三相光伏并网逆变器的研究    彭倬

具有无功补偿功能的串联型Z源并网逆变器研究    丁久东