微网中光伏逆变器并联技术研究

【摘要】：随着能源储量的剧减、电力需求的不断增长以及负荷对供电可靠性和安全性要求的日益增加，新能源发电技术与分布式发电系统逐渐成为了研究热点。而在以分布式发电为主的微网系统中，逆变器并联技术在提升系统功率密度以及增强系统可靠性方面都有着独特的优势，因此被广泛应用。本文以提升微网系统供电容量与供电可靠性为目的，针对光伏逆变器并联系统展开研究。 通过对常用逆变器拓扑结构进行对比分析，选择了一种适用于光伏系统的前级Boost升压电路后级全桥逆变的主电路拓扑结构，并建立了全桥逆变电路的等效模型。同时针对基于电感电流瞬时值的电压电流双环控制策略，给出了合理的闭环调节器设计方法。最后通过仿真分析验证了所设计逆变器的稳定性与可靠性。 基于光伏逆变单元模块的分析，提出了逆变器并联系统的整体控制方案。通过对逆变器并联系统的环流分析，改进了传统的只适用于逆变器间等效阻抗为纯感性时的下垂控制方法。通过分析并联系统的小信号模型以及绘制系统的根轨迹，设计了合理的下垂系数以保证系统的稳定运行与快速响应。在此并联控制方案的基础上增加了基于虚拟阻抗环的均流控制环节，并分析了虚拟阻抗的引入对逆变器非理想因素所引起环流的抑制效果，包括由逆变器等效阻抗差异引起的环流以及由死区差异引起的环流。最后，通过MATLAB/Simulink仿真分析验证了基于虚拟阻抗的均流控制方法的正确性及可行性。 完成了无互连线光伏逆变器并联系统的整体结构以及系统软硬件的设计，并搭建了由两台1kW光伏逆变器组成的系统实验平台，通过实验最终验证了本文所设计并联系统的控制方案能够实现系统的稳定与可靠运行。 【关键词】：逆变器并联 双环控制 下垂控制 小信号建模 虚拟阻抗
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 课题背景及研究意义8-9
• 1.2 江南体育在线直播观看 发电的发展现状9-10
• 1.3 逆变技术发展现状10-11
• 1.4 逆变器并联控制的研究现状11-16
• 1.4.1 逆变器并联技术的关键问题11-12
• 1.4.2 并联控制方法现状12-15
• 1.4.3 逆变器并联技术的发展趋势15-16
• 1.5 本文主要研究内容16-17
• 第2章 逆变器并联系统的单元模块分析17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 逆变器控制技术分析17-19
• 2.2.1 PWM 逆变电路及其调制方式17-19
• 2.2.2 SPWM 波生成原理19
• 2.3 光伏逆变器主电路拓扑及等效模型19-21
• 2.3.1 主电路拓扑结构19-20
• 2.3.2 逆变电路的等效模型20-21
• 2.4 双闭环控制的逆变系统分析21-24
• 2.4.1 电压电流双闭环控制的性能优点21-22
• 2.4.2 电压电流双闭环控制原理22-23
• 2.4.3 电流内环 PI 控制23-24
• 2.4.4 电压外环 PI 控制24
• 2.5 单台逆变器的仿真研究24-26
• 2.6 本章小结26-27
• 第3章 逆变器并联系统的整体设计方案27-42
• 3.1 引言27
• 3.2 逆变器并联运行的基本原理27
• 3.3 逆变器并联系统的等效模型27-28
• 3.4 并联系统的环流分析28-33
• 3.4.1 环流产生原因28-29
• 3.4.2 输出电压差异对环流的影响29-32
• 3.4.3 连线阻抗差异对环流的影响32-33
• 3.5 基于下垂法的逆变器并联方案33-41
• 3.5.1 传统的下垂控制法基本原理33-35
• 3.5.2 改进的下垂控制法35-36
• 3.5.3 并联系统的小信号建模分析36-39
• 3.5.4 下垂系数的设计39-41
• 3.6 本章小结41-42
• 第4章 基于虚拟阻抗的均流控制方法42-54
• 4.1 引言42
• 4.2 逆变器并联系统整体控制策略42-43
• 4.3 逆变器输出阻抗分析43-44
• 4.4 基于虚拟阻抗的均流控制44-50
• 4.4.1 虚拟阻抗法的基本原理44-46
• 4.4.2 虚拟阻抗对环流的影响46-50
• 4.5 系统仿真分析50-53
• 4.5.1 基本下垂法的并联仿真50-51
• 4.5.2 加入虚拟阻抗的并联仿真51-53
• 4.6 本章小结53-54
• 第5章 无互连线光伏逆变器并联系统的实现54-65
• 5.1 光伏逆变单元整体结构设计54
• 5.2 光伏逆变单元硬件电路设计54-59
• 5.2.1 主电路器件的选择54-56
• 5.2.2 控制电路设计56-59
• 5.3 光伏逆变单元软件设计59-62
• 5.3.1 采样中断子程序59-60
• 5.3.2 捕捉中断和定时器比较中断子程序60-61
• 5.3.3 保护中断子程序61-62
• 5.4 实验结果与分析62-64
• 5.4.1 锁相电路与驱动电路调试62-63
• 5.4.2 光伏逆变单元单机测试63
• 5.4.3 光伏逆变单元并联测试63-64
• 5.5 本章小结64-65
• 结论65-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文70-72
• 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

逆变器并联控制技术研究    成晟;邵英;

逆变器并联控制技术研究    成晟;邵英;

基于分布式控制的逆变器并联系统研究    刘爱忠;方天治;肖岚;阮新波;

无线并联逆变器的输出阻抗设计    陈晶晶;陈敏;姚玮;钱照明;

微网孤岛运行时基于逆变器的新型功率控制    张轩;刘进军;

无互联线逆变器并联系统中数字锁相环的设计    阚加荣;谢少军;

光伏并网多个逆变器并联运行控制及实现    张永生;杨海柱;

无互联线逆变器并联控制的一种改进下垂算法    张丹红;李乐;刘开培;

基于功率均分的逆变器并联控制技术    陆家珍;

基于功率下垂特性的逆变器无线并联控制技术    周玉柱;茆美琴;苏建徽;

基于主从方式逆变器并联方案的建模、分析和实现    李武华;何湘宁;

基于滑模变结构控制的逆变器并联控制策略研究    陈息坤;余蜜;康勇;陈坚;

基于重复控制的逆变器并联技术    亓迎川;胡荣强;

多逆变器并联系统中瞬时均流的研究    余蜜;陈国英;张宇;康勇;段善旭;

大容量储能系统充放电变换器的并联控制技术    邹常跃;段善旭;刘邦银;陈天锦;张建兴;

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;

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;

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;

光伏：2012年产值有望达到500亿    刘辉张民强 记者 赵晓强

测绘助推江西新余光伏产业发展    李叶青　胡婷然

江南体育在线直播观看 产业盛事将在上海举办    朱培

节能减排促我省光伏产业发展    记者 芦瑞

新余抢占光伏产业世界制高点    记者 徐国平

世界光伏产业及市场发展概况    

国产装备托起光伏产业    本报记者 左丹

我国光伏产业的机遇与挑战    王长贵

光伏产业洗牌“过冬”    本报记者 陈玮英

中国光伏产业亟待走出挣小钱窘境    记者 胡亮

逆变器并联系统若干关键问题研究    汪洪亮

单相400Hz中频电压源逆变器的输出控制及其并联运行控制    谢孟

基于逆变器并联系统的网络控制技术及其相关问题的研究    张尧

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

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

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

中国江南体育在线直播观看 产业政策效应研究    袁见

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

战略性新兴产业链构建整合研究    袁艳平

微网中光伏逆变器并联技术研究    王尚

基于功率均分控制的逆变器并联技术研究    李婧

光伏逆变器并联系统研究    李国强

基于全桥结构的三相逆变器并联技术研究与设计    李子瑜

光伏发电逆变器并联技术研究    王汇灵

三相逆变器并联技术研究    卢彦杰

单相光伏逆变器并联系统控制策略研究    雷建

模拟同步发电机特性的逆变器并联技术研究    杨伟

基于虚拟电感的三相逆变器并联策略研究    徐伟烽

基于重复PI控制的逆变器并联技术研究    刘烨