基于软件锁相的三相光伏并网逆变器研究

【摘要】：太阳能因其高效、无污染、资源丰富广泛等特点使其成为绿色新能源的代表,因此,对太阳能的开发利用受到了人们的普遍关注。作为光伏发电系统的核心装置的逆变器及其控制技术成为各个国家争相研发利用的重点,特别是对并网型的光伏逆变器的研发和应用。 本文经过对光伏并网逆变器及其控制系统的分析,选用了前级Boost升压直流变换和后级DC/AC逆变的两级式拓扑结构,分别采用了改进的最大功率点跟踪控制算法和新的并网逆变控制策略,最终逆变器可实现并网和低电压穿越。 首先,对光伏电池的原理和特性进行分析,建立简单有效的光伏电池数学模型并以此建立了MATLAB仿真模型。采用了变步长电导增量法的最大功率点跟踪控制算法,实现了不同温度和光照强度条件下最大功率点的准确快速跟踪,并通过MATLAB进行了仿真验证。其次,设计了三相光伏并网逆变器的两级式拓扑结构：前级Boost升压直流变换和后级DC/AC并网逆变,建立并网逆变器数学模型,采用了电流解耦控制的电流内环和电压外环的双环控制并用软件锁相环实现对电网角度的获取,实现无功电流和有功电流的解耦独立控制及逆变器输出并网电流和电网电压同频同相。分析电网电压跌落影响和低电压穿越标准,运用动态的无功电流实现对低电压穿越的支撑。采用了以TMS320F2812为主控芯片的控制器并对并网逆变器的硬件和软件进行了设计。最后,通过MATLAB搭建的系统仿真模型和制作的15kW样机对采用的控制策略进行仿真和实验验证。仿真和实验结果表明逆变器能够实现单位功率因数并网和低电压穿越功能,本设计方案基本可以达到预期目标。 【关键词】：光伏发电 并网逆变器 最大功率点跟踪 软件锁相环 低电压穿越
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 绪论12-20
• 1.1 课题研究的背景和意义12-14
• 1.2 并网逆变器的结构组成14-17
• 1.3 并网逆变器的国内外现状17-18
• 1.4 本文主要研究的内容18-19
• 1.5 本章小结19-20
• 2 最大功率点跟踪控制技术20-34
• 2.1 光伏电池发电原理及特性分析20-23
• 2.1.1 光伏电池发电原理20
• 2.1.2 光伏电池特性分析20-23
• 2.2 光伏电池建模仿真23-25
• 2.3 光伏阵列最大功率点跟踪控制25-33
• 2.3.1 MPPT控制原理25-26
• 2.3.2 常用MPPT算法分析比较26-31
• 2.3.3 变步长电导增量MPPT算法实现31-33
• 2.4 本章小结33-34
• 3 并网逆变器的控制策略34-59
• 3.1 并网逆变器的主控制结构34-36
• 3.2 并网逆变器的控制策略36-54
• 3.2.1 并网逆变器的数学建模36-38
• 3.2.2 空间电压矢量控制算法38-48
• 3.2.3 PI电流解耦控制48-50
• 3.2.4 电流内环和电压外环设计50-52
• 3.2.5 低电压穿越52-54
• 3.3 软件锁相设计54-58
• 3.3.1 软件锁相环的原理54-55
• 3.3.2 软件锁相环设计55-58
• 3.4 本章小结58-59
• 4 并网逆变器的硬件和软件设计59-69
• 4.1 逆变器硬件电路主结构59
• 4.2 主电路的元器件选型59-63
• 4.2.1 直流变换器选型59-60
• 4.2.2 滤波器选型60-62
• 4.2.3 逆变模块选型62-63
• 4.3 控制电路硬件设计63-66
• 4.3.1 直流变换器驱动电路设计63
• 4.3.2 辅助电源设计63-64
• 4.3.3 DSP控制电路设计64-66
• 4.4 并网逆变器软件设计66-68
• 4.4.1 主程序66-67
• 4.4.2 MPPT控制程序67
• 4.4.3 SVPWM和A/D子程序67-68
• 4.4.4 软件锁相和低电压穿越子程序68
• 4.5 本章小结68-69
• 5 系统仿真和实验69-73
• 5.1 系统仿真和结果分析69-70
• 5.2 实验结果分析70-72
• 5.3 本章小结72-73
• 6 总结和展望73-75
• 6.1 总结73
• 6.2 展望73-75
• 参考文献75-78
• 致谢78-79
• 作者简介及读研期间主要科研成果79

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

国内外光伏发电的新进展    昌金铭;

三相PWM整流器空间矢量控制的全数字实现    黄科元,贺益康

几种光伏系统MPPT方法的分析比较及改进    徐鹏威;刘飞;刘邦银;段善旭;

光伏系统并网逆变器控制策略    谢萍;刘永强;马士超;黄俊彦;

可再生能源,未来能源之星    付文莉;

太阳电池最大功率点跟踪的三点比较法理论分析    龙腾飞;丁宣浩;蔡如华;

国内外江南体育在线直播观看 发电发展综述    李文婷,刘宏,陈慧玲

基于Matlab/Simulink光伏电池模型的研究    杨金孝;朱琳;

数字控制PWM逆变器性能分析及改进    彭力;张凯;康勇;陈坚;

三相逆变器输出电压不平衡的产生机理分析及其矫正    孙驰;马伟明;鲁军勇;

高功率因数可逆PWM变换器及其数字控制研究    方宇

三相并网光伏发电系统的运行控制策略    刘飞

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

100kW风光互补电站设计    杨帮宇;

地下水流动对埋地换热器影响的模拟研究    魏晋;

光伏并网发电的最大功率点跟踪算法研究    王桂英;史金玲;纪飞;王欢;

江南体育在线直播观看 模块电气特性的数学建模与仿真    戴训江;晁勤;

太阳电池的负载匹配理论与负载变换技术    王康模;陈长缨;于志刚;刘兴华;刘小冲;赵俊;

基于PSIM的光伏模块建模与电气特性仿真    刘俊杰;张新燕;

跟踪式光伏发电系统的性能分析    高亮;蔡世俊;高鹏;李果华;施正荣;朱拓;

浅析青岛江南体育在线直播观看 发电发展的方向及推广对策    楚宪峰;黄翔;王岩;焦国嵩;王建华;

基于光伏发电系统的超级电容器充电效率的研究    张金龙;王久和;吴细宝;

节流器类型对空气静压导轨静特性的影响分析    龙威;宗洪锋;

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;

开关磁阻电机RBF神经网络滑模控制器的设计与转矩脉动优化的研究    高洁;孙鹤旭;董砚;何林;

钢筋混凝土双向偏心受力截面非线性分析    蔡銮;徐栋;

DVR逆变单元补偿方法分析与研究    徐宏;张瑚;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

基于TDC-GP2的激光测距系统设计    李玉株;肖江;黄丽燕;刘君;

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;

光伏并网给定电流幅值偏移的孤岛检测方法    郑世松;孙冰;王玉斌;

含蓄电池储能的光伏并网发电系统的建模与仿真    董旭柱;雷金勇;饶宏;黄晓东;刘怡;李鹏;

预应力空间网格结构优化理论及可靠性分析    张春玉

基于形态学多尺度图像分析的海藻细胞图像分割及特征提取    程军娜

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

长江口水沙运动及三维泥沙模型研究    刘高峰

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

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

基于CAS理论的地震紧急救援系统模型构建与模拟仿真    石云龙

ACA互连的多因素作用分析与性能优化    王正家

多屏同步三维显示技术的研究和实现    胡平平

知识型员工个人知识管理能力影响因素研究    詹越

农产品冷链物流库存管理应用研究    程祥

圆筒型永磁直线同步电机电磁性能及温度场研究    王旭强

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

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

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

植物纤维增强热塑性本薯淀粉复合材料的制备与性能研究    钟宇翔

微型PDMS SPR传感器研究    李青

LOFT建筑中的节能设计    俞亚明

基于ADS的1900MHz射频功率放大器设计    孟海成

太阳电池研究进展    郭志球;沈辉;刘正义;闻立时;

PWM整流器的控制器工程化设计方法    熊健,张凯,陈坚

光伏电源最大功率点跟踪控制方法研究    雷元超,陈春根,沈骏,黄跃杰,陈国呈

逆变器数字多环控制技术研究    李俊林,熊健,康勇

逆变电源PI双环数字控制技术研究    舒为亮,张昌盛,段善旭,康勇

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

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;

一种高性能的单相逆变器多环控制方案    熊健;周亮;张凯;史鹏飞;

基于积分环节电压微分反馈的逆变器重复控制策略    熊健;史鹏飞;张凯;周亮;

带状态观测器的逆变器增广状态反馈控制和重复控制    刘新民;邹旭东;康勇;柳彬;

蓬勃发展的青海省光伏事业    刘宏;

江南体育在线直播观看 并网发电系统的研究    赵为

变速恒频风力发电关键技术研究    卞松江

基于状态空间理论的PWM逆变电源控制技术研究    彭力

高压大功率异步电动机驱动风机、泵类负载调速技术的研究    江友华

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;

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;

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;

屋顶并网光伏发电系统的研究与应用    王春明;王金全;刘文良;张红贤;

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

多重电枢混合励磁风力发电系统的研究    杨勇

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

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

LCL滤波并网逆变器的数字单环控制技术研究    殷进军

LCL型并网逆变器的解耦控制与优化设计    薛明雨

微网多目标优化运行及控制策略研究    崔明勇

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

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

微电网三相并网逆变器硬件研究与设计    周迪

单相光伏并网逆变器的研制    施韵

三相并网逆变器滞环控制技术研究    郭英

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