光伏独立逆变电源的研究

【摘要】： 近几年来,光伏发电技术有了比较广泛的应用,随着我国新能源法的颁布,光伏发电系统将在我国拥有更加广阔的发展空间。逆变电源是光伏发电系统的重要部件,其性能对光伏独立逆变系统有非常大的影响。目前,国内纯正弦波输出的光伏独立逆变电源主要采用工频变压器升压输出,这种光伏独立逆变电源体积大、笨重、价格也较高,难以适应技术发展和市场需求。为此,本文提出采用“全桥电路+高频升压+全桥逆变”的逆变电源设计方案,有助于降低系统体积并提高系统效率。 本课题针对光伏独立逆变系统的特点,首先对光伏独立逆变系统的方案进行了选择;在系统方案选定的基础上,对光伏独立逆变系统的主要组成部件逆变器和PWM装置建立了数学模型;接着对光伏独立逆变系统的单电压环控制特性和电压电流双闭环控制特性进行了分析,运用连续系统中的工程设计方法,确定了单电压环控制下的电压调节器的传递函数、双闭环控制下的电流电压调节器的传递函数,并按照工程设计法的最佳设计对单电压环控制和双闭环控制下的调节器进行了参数整定;最后运用Matlab对所分析的电流环、电压环进行仿真验证,仿真结果表明,本文设计的电压调节器及电流调节器指标与工程设计法的最佳设计指标基本吻合,并且光伏独立逆变电源的双闭环控制比单电压环控制的稳定性及快速性要好。 通过对光伏独立逆变电源的控制分析得到光伏独立逆变电源的电压电流双闭环控制方案后,本文对整个逆变系统进行了具体的设计。课题选用美国TI公司的数字信号处理器TMS320LF2407芯片作为光伏独立逆变系统的控制核心。在DC-DC升压部分,本课题采用全桥主电路,详细讨论了功率管的选择、高频变压器的设计、整流管等电路元器件的选择;在DC-AC逆变环节,为了产生高质量的正弦输出电压波形,减小输出电压的谐波含量,对逆变电路采用SPWM正弦脉宽调制,在逆变部分电路设计中,本课题采用IPM集成功率模块,简化了驱动电路设计,增加了系统抗干扰能力。由于系统的主要功能都是由DSP通过软件来实现的,大幅度减小了目标系统的体积,增加了系统的可靠性,并具有升级容易、扩展性好、维护性好的优点。 【关键词】：数学模型 调节器 工程设计法 Matlab仿真
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内研究水平和发展趋势10-11
• 1.3 论文研究目标和内容11
• 1.4 论文的框架11-13
• 第2章 光伏独立逆变电源的系统分析13-37
• 2.1 光伏独立逆变系统结构比较13-15
• 2.2 光伏独立逆变系统主要部件的数学模型15-18
• 2.2.1 光伏独立逆变电源的数学模型15-16
• 2.2.2 PWM装置的数学模型16-17
• 2.2.3 反馈及检测滤波环节传递函数17-18
• 2.3 光伏独立逆变电源的控制方法18-20
• 2.4 光伏独立逆变电源的单电压环控制特性20-25
• 2.5 光伏独立逆变电源的电流电压双闭环控制特性25-37
• 2.5.1 电流内环结构选择及仿真26-31
• 2.5.2 电压外环结构选择及仿真31-37
• 第3章 直流升压电路的研究与设计37-47
• 3.1 升压环节电路比较37-39
• 3.2 全桥升压电路分析39
• 3.3 升压环节控制分析39-41
• 3.4 升压环节电路参数选择41-47
• 3.4.1 升压环节开关管频率的选择41
• 3.4.2 升压环节开关管选择41-42
• 3.4.3 升压环节整流器件的选择42-43
• 3.4.4 升压变压器设计43-47
• 第4章 逆变电路的研究与设计47-52
• 4.1 逆变电路分析与设计47
• 4.2 逆变环节控制分析47-49
• 4.3 逆变电路开关器件的选择49-50
• 4.4 电压检测电路设计50-52
• 第5章 光伏独立逆变系统软件设计52-61
• 5.1 系统主程序和初始化子程序53-54
• 5.2 中断服务子程序54-55
• 5.3 双闭环电压电流调节器的DSP实现55-57
• 5.3.1 电流调节器的实现55-56
• 5.3.2 电压调节器的实现56-57
• 5.4 开关管控制信号的DSP生成57-61
• 5.4.1 升压电路控制信号的生成57
• 5.4.2 逆变电路控制信号的生成57-61
• 第6章 总结与展望61-63
• 6.1 设计总结61
• 6.2 展望61-63
• 参考文献63-66
• 致谢66-67
• 攻读研究生期间发表的学术论文67

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

SPWM逆变电源的自动主从并联控制技术    姜桂宾,裴云庆,王峰,杨旭,王兆安

基于80C196MC中频SPWM逆变电源数字化控制系统    杨荫福!430074,周党生!武汉!430074

采用电感电流内环的UPS控制策略研究    熊慧洪,裴云庆,杨旭,王兆安

脉冲调宽式逆变电源的建模及仿真    盖志武,李东升,宋蛰存,马勇,于继来

一种小功率逆变电源的设计及实现    蒋万青

基于DSP的高频链逆变电源    王姜铂

利用PSPICE仿真分析PWM控制电路    赵涛,姜卫东

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

直流电动机数字PWM调速系统设计    张晓青

高精度的步进电机控制系统设计    原立家;祝连庆;董明利;

自抗扰控制器在变频调速系统中的应用    曲永印;邵世煌;

模糊理论在交流电力驱动效率最优控制中的应用    林梦泉,赵姝明

无刷直流电动机的DSP控制器设计与实现    马国伟,孙汉旭,贾庆轩,叶平,郐永涛

新型移相全桥ZVS-PWM变换器设计    梁颖,游磊,饶蜀华

单片机控制步进电机的微步控制方法    秦永左

调制式高频脉冲TIG焊电源的研制    罗树方,赵菁,郑宜庭

基于CPLD的两相混合式步进电机高倍数细分控制电路    盛超;王雪帆;

5KVA数字双闭环控制单相逆变器试验研究    田野;王归新;林涛;

多次级高压变压器的简化等效模型    冉汉政;钱祖东;

国内外太阳能空间结构的应用与技术探讨    罗尧治;饶力;

石油钻机绞车的制动方式研究    姜鸣;周声强;刘育生;

基于VxWorks下的三电平PWM整流器的控制研究    姚旺;王京;

多轴步进电机控制系统设计    胡翊;范之国;魏靖敏;薛艳;

WinCE通知API在随动测控系统中的应用    王鹏;陈超波;敬伟;兀伟;

基于Multisim2001的IGBT电磁暂态分析    钟云;张建成;

基于P89C669精梳机控制系统的实现    王暖;张林;

基于FNNS的感应电机直接转矩控制研究    徐中

通用擦窗机器人控制系统体系结构的研究和实现    李开生

双管正激变换器组合技术的研究    冯瀚

基于微机械工艺的电磁型平面微电机的研究    郭占社

可控陡脉冲对恶性肿瘤细胞不可逆性电击穿的实验和机理研究    姚陈果

变频控制系统集成模块及其控制芯片技术的研究    林平

弧焊逆变电源功率因数校正技术的研究    黄继强

应用于两轮电动车辆的永磁无刷直流电机的研究    谭徽

基于模型的LPG单一燃料发动机电控系统的研究    杨世春

交流发电、逆变弧焊两用机的建模及仿真研究    盖志武

分布式独立光伏发电系统逆变电源及其并联的研究    王昉

用于压电振子的高频逆变器拓扑研究    王亮

基于DSP的高频链逆变电源    王姜铂

单相逆变电源的智能控制研究    王子洋

太阳能发电系统研究    林珊

电爆除垢系统智能高压充电电源的研制    夏勇

TF-1350型糖分离机双闭环直流调速系统应用分析与数字化改造设计    田丰

异步机变频调速可视化系统    谢长征

基于单片机的无位置传感器无刷直流电动机调速系统    祝仲禹

高性能无飞浅CO_2弧焊电源的研制    张鹏贤

IR2110的功能及其在高频感应加热电源中的应用    陈维,李敏远

滑模控制逆变器的分析与实验研究    张黎;丘水生;

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

基于最优梯度法MPPT的三相光伏并网逆变器    官二勇;宋平岗;叶满园;

带有MPPT功能的光伏阵列Matlab通用仿真模型    茆美琴 ,余世杰 ,苏建徽

高频功率脉冲变压器的设计    赵彩凤,于志,王智勇

高频变压器的设计与制作    胡君臣

1kW具有零电流关断功能的并网逆变器的研制    陈厚岩

印品色度检测分光光度计的研究实现    龚亚辉

激光超声系统中光信号检测模块的研制    李琳

分布式光伏发电系统光电单元的设计与研究    周立身

PID控制器参数整定方法及其应用研究    曹刚

基于重复控制的逆变器复合控制技术研究    贲冰

单相光伏并网逆变数字控制策略研究与实现    刘伟

灰预测控制器的MATLAB研究    郭一凡

光伏发电的最大功率跟踪研究    曹倩茹

独立光伏系统逆变电源研制    许美蓉

基于PID控制和重复控制的正弦波逆变电源研究    高军,黎辉,杨旭,王兆安

一种基于瞬时无功功率理论谐波检测的离散滤波方法    何益宏,卓放,周新,李红雨,刘进军,王兆安

高频链逆变器的全数字化混合SPWPM控制策略研究    沙德尚,孔力

采用平衡绕组的半桥电流源高频链逆变器    李伟!南京210016,龚春英!南京210016,严仰光!南京210016

车载单相正弦脉宽调制IGBT逆变器的研制    李强,周希德

高频软开关技术在电动汽车中的应用现状与发展    马宪民 ,陈全世

DC/AC逆变器技术及其应用综述    张友军

基于DSP控制的高频链逆变电源的设计    李先祥;李宏;

推挽式双向电流源高频链DC-AC功率变换器初析    陈兆岭,陈道炼

基于DSP的移相全桥高频链逆变器的研制    张玉明

一类具有高频链的数字式逆变电源的研究    丁金刚

正弦波逆变电源的数字控制技术    郄忠兴

磁悬浮球的实验研究    张宏;李德才;孙明礼;许海平;何新智;

直流调速系统的SIMUlink仿真    张波;邓则名;

基于Matlab无刷直流电机控制系统建模与仿真    胡灵杰;李声晋;卢刚;

一种新型BUCK直流变换器的研究    皇金锋;董锋斌;

基于实验法的焦炉集气管压力数学建模及其自动调节的实现    张中明;吴晓苏;

UPQC并联侧PSO-Fuzzy检测算法研究    沈虹;

中压变频器中模糊控制器的设计方法    崔晶;

涡扇发动机燃油综合控制半实物仿真试验系统    蔡开龙;谢寿生;胡金海;吴勇;

交流电机矢量控制调速系统的仿真研究    李红;李楠;王劲松;

一种PID的温度控制系统设计    黄立宏;李莉娅;

20MN液压支架试验台同步升降控制系统建模研究    王金利;芮丰;罗庆吉;胡军;王宝松;

废旧橡胶微粒对混凝土力学性能的影响研究    李清海;孙蓓;

关于绳系卫星系统    于绍华;刘强;杨林娜;高怀保;

财政经济模型微机系统设计与应用    李洪心;

人才预测系统的软件开发与应用    郭音;郭亚军;左斌;

农业产业化经营评价指标体系及数据模型    党耀国;刘思峰;叶耀军;

工程潮流数值模拟中局部模型及其应用    李孟国;

铁道机车车辆液压减振器系统仿真研究    张玉东;董丽君;

宽度模型参数优化及宽展自学习方式的改进    马文博;曹勇;叶晓宁;

逐步回归分析在男性不育症精子动态参数中的应用探讨    龚平;周治兰;王昌富;

“数学模型”在投机交易中的应用    上海海成投资管理有限责任公司 韩洪宇

首钢矿业公司大力推进数学建模活动    刘春

风险能用数学模型确定吗?    John Kay 朱冠华

“数模”趟出数字管理路    齐瑞普

数学模型的驱动器    刘军红 中国现代国际关系研究院学者

数学系毕业生成职场新宠    

给数学注入“源头活水”    兴化市荻垛镇中心小学 孙云峰

清醒认识经济学现状    华东师范大学商学院副院长、教授 叶德磊

宝钢热轧厂开发数模优化轧制生产    记者 童云 通讯员 徐仁本

美开发出交通拥堵数学模型    王小龙

开关电器触头材料喷溅侵蚀模型研究及其试验    吴细秀

水电站水机电联合过渡过程研究    赵桂连

分子筛膜的制备和新型分子筛膜反应器    蒋海洋

五杆五环并联运动机床开发设计及关键技术研究    谢红

静电纺丝过程行为及振动静电纺丝技术研究    万玉芹

日光温室燃池—地中热交换系统研究    白义奎

硫化矿石自燃机理及其预防关键技术研究    李孜军

弧齿锥齿轮数控铣齿机运动分析及控制系统研究    刘凯

室内环境颗粒物浓度预测模型及污染控制策略研究    田利伟

超空泡航行体的数学建模与控制方法研究    王茂励

风力送丝组合控制研究    桑金阳

双螺杆真空泵转子型线设计与仿真研究    王琼娥

FTSC薄板坯连铸夹杂物行为研究    马坤霞

模拟退火算法的研究及其应用    冯玉蓉

一种新型自动离合器及其控制系统的应用研究    任礼英

旋叶式压缩机的数值模拟与工作过程仿真    张雨英

隔爆兼本安直流稳压开关电源的研究    刘辉

可转位浅孔钻钻削力数值仿真及参数优化    刘小莹

荆江石首段码头建设对行洪影响研究    段光磊

基于遗传算法的试题库组卷方法研究    陈丽娜