非隔离型光伏并网逆变器高效MPPT控制方法研究

【摘要】：在光伏并网逆变器中,传统的最大功率点跟踪(MPPT)算法在复杂多变的天气情况下容易出现误判,跟踪过于缓慢以及存在振荡等问题。论文以非隔离型光伏并网逆变器为研究对象,探讨了最大功率点跟踪(MPPT)的新型控制算法,提出了改进的MPPT算法,以便提高最大功率点跟踪的效率,研究结果对并网逆变器技术的发展具有重要的实际意义。 非隔离型光伏并网逆变器采用Boost升压电路和高低频控制全桥逆变电路搭建的主电路平台,来实现光伏并网逆变器的最大功率点跟踪。课题采用TMS320F2808和LM3S8962的双核全数字控制系统。TMS320F2808用于系统各个电参数的采集和处理,以及对各个功能模块的软件控制,实现系统的各个功能模块的控制。LM3S8962用于光伏逆变器的运行状态和参数显示,以及与外部的通讯。 论文基于江南体育在线直播观看 电池的电气特性,对常用的最大功率点跟踪方法：恒定电压法(CVT)、电导增量法(Incremental Conductance)、扰动观测法(PO)、模糊逻辑控制、功率回授法进行了详细的分析,并阐述了最大功率点跟踪控制的原理。对光伏并网发电系统中逆变器的信号检测方法进行了系统的研究,并重点分析了扰动观察法的最大功率点跟踪。 在理论分析的基础上,利用MATLAB/Simulink仿真工具建立了光伏电池的仿真模型,对扰动观察法和电导增量法进行了对比仿真研究,建立了一个基于扰动观察法的Boost最大功率点跟踪仿真模型,仿真结果表明所设计的系统能够较好地完成最大功率点跟踪。 建立并网测试实验平台,试验表明：课题设计的非隔离型光伏并网逆变器具有稳定且高效的最大功率点跟踪(MPPT)功能,整机效率可达95%,验证了利用扰动观察法实现MPPT控制的实用性、高效性和可靠性。 【关键词】：非隔离型光伏逆变器 BOOST电路 最大功率点跟踪(MPPT) 扰动观察法
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615;TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题研究的背景10-11
• 1.2 最大功率点跟踪概况11-12
• 1.3 国内外光伏发电的现状12-16
• 1.3.1 国外光伏发电的现状12-13
• 1.3.2 国内光伏发电的现状13-16
• 1.4 论文的研究目的及意义16
• 1.5 论文研究的主要内容16-18
• 第二章 光伏电池特性及MPPT原理与方法18-35
• 2.1 江南体育在线直播观看 电池工作原理18-19
• 2.2 江南体育在线直播观看 电池特性分析19-24
• 2.2.1 江南体育在线直播观看 电池等效电路19-21
• 2.2.2 江南体育在线直播观看 电池的主要性能参数21-22
• 2.2.3 PV电池的输出特性分析22-24
• 2.3 MPPT常用控制方法24-34
• 2.3.1 最大功率点跟踪原理24-26
• 2.3.2 常用的MPPT方法26-34
• 2.3.3 三种MPPT方法的优缺点比较34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 最大功率点跟踪硬件与软件实现35-51
• 3.1 非隔离型光伏并网逆变器的硬件电路35-36
• 3.2 TMS320F2808芯片及其外围电路36-41
• 3.2.1 控制芯片DSP36-38
• 3.2.2 控制芯片电路设计38-41
• 3.3 Boost电路设计及驱动信号的软件实现41-46
• 3.3.1 电感、电容及二极管的选择41-43
• 3.3.2 PWM控制信号输出的程序分析43-46
• 3.4 P&O对最大功率点跟踪控制的软件实现46-48
• 3.5 后级全桥逆变电路的工作原理48-50
• 3.6 本章小结50-51
• 第四章 最大功率点跟踪(MPPT)仿真51-69
• 4.1 PV电池板MATLAB仿真51-58
• 4.1.1 工程用PV电池阵列简化模型51-53
• 4.1.2 PV电池阵列仿真53-55
• 4.1.3 PV电池阵列仿真分析55-58
• 4.2 直流转换电路的仿真58-59
• 4.3 最大功率点跟踪方法仿真59-66
• 4.3.1 P&O对MPPT控制仿真59-62
• 4.3.2 INC对MPPT控制仿真62-66
• 4.4 非隔离型并网系统前级电路实现MPPT仿真66-68
• 4.5 本章小结68-69
• 第五章 实验及其结果分析69-80
• 5.1 实验平台及各测试设备介绍69-71
• 5.2 前级Boost电路测试波形及分析71-72
• 5.3 后级逆变电路测试波形及分析72-74
• 5.3.1 后级逆变电路驱动波形72
• 5.3.2 并网电流波形测试72-74
• 5.4 MPPT工作模式下的逆变器输入电压与电流波形74-79
• 5.4.1 固定电压法、增导电量法和扰动观察法实验波形比较74-77
• 5.4.2 扰动观察法不同扰动步长实验波形77-78
• 5.4.3 扰动观察法在不同功率段的跟踪波形78-79
• 5.5 本章小结79-80
• 结论80-81
• 参考文献81-85
• 致谢85-86
• 附件86

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

人类理想的新能源——太阳能发电    陈幼松

逆变器数字多环控制技术研究    李俊林,熊健,康勇

主动电流扰动法在并网发电系统孤岛检测中的应用    张纯江;郭忠南;孟慧英;刘炜;

DSP控制SPWM全桥逆变器直流偏磁的研究    李剑;康勇;陈坚;

一种总线式测控技术在高频开关组合电源中的应用    黄建江;陈克明;

无差拍控制在光伏并网发电系统中的应用    张超;王章权;蒋燕君;何湘宁;

一种新颖的光伏并网系统孤岛检测方法    张超;何湘宁;赵德安;

无差拍控制逆变器负载性质识别及参数估算方法    陈建章,严仰光

高功率因数Boost变换器电流滞环控制的一种简单实现方案    潘飞蹊,陈星弼

基于IR2113的静电高压直流电源电路设计    张维;刘开绪;

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

数字式能量回馈系统的研究    柳鹏

逆变器并网孤岛检测技术的研究    奚淡基

可并网正弦波PWM高效光伏逆变器的研究（DC-AC部分）    苗骞

基于DSP的绿色能源并网逆变系统的设计    张菡

单相非隔离型光伏并网逆变器的研究    孙龙林

光伏并网发电逆变技术研究    张辉

基于Linux的嵌入式无线图像监控系统    王鹏;吕志刚;黄建;

校园太阳能并网发电示范电站的设计    王庆章;赵庚申;许盛之;李统福;王瑜;

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;

光伏并网系统中的无功及谐波电流检测与补偿    杨立永;王周龙;田红芳;

弧焊逆变电源电磁骚扰抑制    陈树君;刘进;卢振洋;韦婉琰;白立来;

光伏并网发电系统中的孤岛检测    郑文英;王国强;

光伏并网微逆变器研究中的关键技术    黄红桥;危韧勇;陈有根;杨金;

船舶自动化系统嵌入式控制器研制    徐轶群;万隆君;杨国豪;

三相并联有源电力滤波器:考虑谐波和EMI标准时的输出滤波器的研究    吕敬高

并联型有源滤波器与LC滤波器串联的谐波抑制器    魏永静,张民

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;

太阳能级硅提纯技术研究进展    叶其辉;陈红雨;

逆变器波形控制技术仿真研究    王昌盛;张波;王坚强;

A Neuroendocrine-Immune Network based Control Strategy for Single-Phase Photovoltaic Grid-Connected Inverter    

特大型现代化矿井建设管理模式的思考    严永胜;赵林;

制备太阳能级硅工艺进展    郭宽新;陈秀华;马文会;梅向阳;唐绍雨;魏奎先;

基于电压正反馈的逆变器并网孤岛检测技术    林东栋;余晓东;杨益金;

饮食结构与自然资源    李明阳;王亚杰;

含有分布式发电的配电网潮流计算    杨旭英;段建东;杨文宇;杨俊杰;孙夏青;

光伏并网系统中的孤岛效应仿真研究    陈雷;赵艳军;王艳玲;

SOFC固体氧化物燃料电池分布式发电系统仿真及其潮流计算    刘杨华

并联型有源电力滤波器谐波检测及控制技术研究    谢斌

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

基于分频控制的并联型APF关键技术研究    张树全

微电源并网同步检测与定功率输出控制技术研究    龚宇雷

信号注入法在有源配电网保护与控制中的综合应用    樊淑娴

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

低压配电网有源电力滤波器关键技术研究    于晶荣

大功率注入式有源电力滤波器的理论研究及工程应用    夏向阳

江南体育在线直播观看 发电单相并网逆变器研究    李本元

基于ATMEGA64的磁阀式可控电抗器的控制研究    李宜娟

闭式海洋温差发电系统性能研究    钟爽

基于智能充电芯片的光伏发电系统研究    陆璐

光伏并网发电系统的MPPT及孤岛检测新方法的研究    于希洋

开关电源EMI滤波器平面无源集成的研究    许平静

光伏并网逆变系统的研究及应用    李明

基于锁相环的永磁同步电机能量回馈控制系统研究    孙轶男

一种新型的江南体育在线直播观看 发电控制系统的研究    刘凤龙

三相光伏逆变器的数字化控制    陈文军

用脉冲整流器实现的电子模拟功率负载    刘志刚,李宝昌,汪至中

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

UPS电源输出变压器的偏磁分析    涂方明,王志飞,孙巍

我国江南体育在线直播观看 产业的发展机遇与战略对策    沈辉;舒碧芬;闻立时;

一种新型的大功率高性能逆变电源控制方案    卢家林,苏彦民

西藏安多光伏电站电气设备绝缘特性的研究    孙广生,孔力,李安定

一种新颖的含有谐振控制器的CVCF逆变器多环反馈控制方法    黄沁,李耀华

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

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

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

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

光伏并网功率调节系统及其控制的研究    汪海宁

数字式能量回馈系统的研究    柳鹏

新型多重化逆变充电器的研究    郑立波

三相光伏并网逆变器的设计与仿真    王晖辉

再生能源回馈电网系统中逆变器的研究    首福俊

并网/独立双模式双降压式半桥逆变器的研究    叶益青

可再生能源并网逆变器的研究    汪飞

光伏并网逆变器复用技术仿真研究    胡楷;杨俊;单庆晓;

光伏发电系统中逆变器的研究与应用    张德海;郑文英;王国强;

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;

采用电流寻优的MPPT光伏阵列并网逆变器的研究    张兴,张崇巍,孙本新

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

认证助艾默生网络能源进军光伏市场    顾华;韩新权;

并网光伏系统最大功率点跟踪控制的一种改进措施及其仿真和实验研究    杨海柱;金新民;

光伏并网逆变器的研究    许建平;金钧;

3 kW光伏并网逆变器硬件设计    梁雪峰;曾国宏;姜久春;

基于dsPIC的光伏并网发电系统研究    叶刚;

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;

太阳能车一体化智能化的控制系统设计    余南华;王建飞;

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;

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;

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;

N+1光伏模块化控制器设计    余晓东;杨益金;余海东;

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;

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

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

基于Z源型逆变器的光伏并网发电系统的研究    许颇

多重电枢混合励磁风力发电系统的研究    杨勇

江南体育在线直播观看 并网发电系统的优化设计与控制策略研究    董密

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

微网多目标优化运行及控制策略研究    崔明勇

一种具有MPPT功能的并网逆变器研究    李建

低成本小功率光伏并网逆变器研究    丰瀚麟

光伏并网逆变器MPPT技术研究    孙园园

两级式光伏并网逆变器及其功率解耦研究    王翀

10kW光伏并网逆变器的研制    刘志强

单相光伏并网发电系统的研究    单琳

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