光伏并网逆变系统的分析与改进

【摘要】： 如今,人类对于能源的需求与日剧增,对于光伏发电的技术研究成为了一项新的热点。而光伏并网逆变器作为光伏发电阵列与电网接口的重要设备,其性能的好坏在很大程度上决定着系统的工作性能。为了使由光伏阵列产生的电能能够最大效率的传输到电网中,并保证其工作的稳定性、可靠性和精度,我们必须对于逆变器的电路拓扑结构、并网控制策略以及系统中关键器件的选型进行详尽的研究。 首先,在本论文中对于国内外的光伏发电现状以及前景进行阐述与分析,同时对于光伏系统进行简要概述 其次,详尽介绍了典型光伏系统的电路拓扑结构。对于独立运行状态系统的升压模块结构进行分析,并详细分析光伏系统在独立运行模式及并网运行模式下在控制方式上的不同。对于典型并网控制策略进行比较与分析,从而寻求适于实际工程应用的控制策略,并进行理论分析与仿真研究。 接下来,通过分析太阳能电池板输出特性,研究备受关注的最大功率跟踪问题。对几种典型的最大功率跟踪方法进行比较分析,从而建立适合实际系统需求的最大功率跟踪方法-改进型扰动观测法,并对其进行分析与设计,同时给出控制流程及实验结果。 最后,对于孤岛保护问题进行研究,同时明确孤岛问题的概念及危害。详尽阐述了国际通用的并网运行标准,并对孤岛效应的产生机理及危害进行详尽分析。通过对比主动式孤岛检测方法与被动式孤岛检测方法的优缺点,进而得到适合的孤岛效应检测方式。并对本文进行总结及对光伏产业发展进行展望。 【关键词】：光伏 逆变 并网 MPPT
【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】：2010
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 课题研究的背景及意义8-11
• 1.2 光伏并网发电的现状及前景11-15
• 1.2.1 国外光伏发电现状以及前景11-13
• 1.2.2 国内光伏发电现状以及前景13-15
• 1.3 光伏并网发电系统概述15-16
• 1.4 本文研究的主要内容16-17
• 第2章 光伏并网逆变系统控制策略研究17-53
• 2.1 光伏逆变系统拓扑结构研究17-21
• 2.1.1 按照电流型、电压型分型的并网逆变器结构17-18
• 2.1.2 按照使用变压器分型的并网逆变器结构18-20
• 2.1.3 按照级数分型的并网逆变器拓扑结构20-21
• 2.2 系统独立与并网运行的比较与分析21-34
• 2.2.1 独立运行系统结构概述21-23
• 2.2.2 系统升压模块拓扑结构23-29
• 2.2.3 系统升压电路结构29-30
• 2.2.4 独立运行系统与并网运行系统比较30-34
• 2.3 光伏并网系统控制策略比较分析34-37
• 2.3.1 PI控制方式34-35
• 2.3.2 重复控制方式35
• 2.3.3 滑模变结构控制方式35-36
• 2.3.4 无差拍控制方式36
• 2.3.5 SPWM控制方式36-37
• 2.4 光伏并网系统控制策略选择及仿真分析37-52
• 2.4.1 单极性倍频SPWM控制方式37-40
• 2.4.2 双环控制方式40-42
• 2.4.3 系统控制器的设计方式42-44
• 2.4.4 系统仿真分析44-52
• 2.5 本章小结52-53
• 第3章 最大功率跟踪策略及实现的研究53-68
• 3.1 最大功率跟踪环节的应用场合53-55
• 3.2 MPPT技术基本原理55-58
• 3.2.1 太阳能电池板基本工作原理55-56
• 3.2.2 太阳能电池板输出特性曲线56-58
• 3.3 最大功率跟踪策略概述及比较58-60
• 3.3.1 定值电压法58
• 3.3.2 扰动观测法58-59
• 3.3.3 增电导法59-60
• 3.4 最大功率跟踪策略选择及仿真分析60-66
• 3.5 本章小结66-68
• 第4章 孤岛检测与孤岛保护方法的研究68-82
• 4.1 孤岛效应概述68-69
• 4.2 孤岛检测概述69-72
• 4.2.1 国内外光伏发电标准69-71
• 4.2.2 孤岛效应产生的原因及分析71-72
• 4.3 孤岛检测及反孤岛保护概述72-79
• 4.3.1 主动式孤岛效应检测方法74-77
• 4.3.2 被动式孤岛效应检测方法77-79
• 4.4 孤岛检测的实现及反孤岛保护79-81
• 4.5 本章小结81-82
• 结论82-83
• 参考文献83-87
• 致谢87

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