太阳能光伏发电逆变控制器研究

【摘要】：光伏发电是替代化石能源的一种最理想的方式，但较高的光伏发电成本成为制约其推广应用的主要因素。光伏发电逆变控制器是将光伏电池输出的直流电能转换为交流电能的装置，在能量转换和利用的过程中也产生了大量的能量损耗，增加了发电成本。因此，研究高效率光伏发电逆变控制器的拓扑及控制方法具有重要的理论意义和应用价值。 本文通过对光伏电池工程化数学模型的建模及仿真，研究了光伏电池的电能输出特性；分析了基于功率电压斜率（dP/dV）曲线的变步长MPPT方法的工作原理和控制效果受光照强度影响的缺点，提出了一种改进型变步长MPPT方法，设计了3种不同步长的变步长控制策略，给出了变步长判断参数的确定方法；分析了光伏逆变器的拓扑结构及调制方法，采用了两级型多支路并联结构的设计方案，设计了2KW单相光伏逆变器的具体控制方法及电路参数；在MATLAB/Simulink中建立了2KW单相光伏逆变系统的仿真模型，分析了逆变器的电能利用率及输出电压的控制效果。 仿真结果表明：改进型变步长MPPT方法的控制效果基本不受光伏电池光照强度的影响，三种步长的控制策略加快了光伏电池的MPPT速度，提升了稳态输出功率；两级型多支路并联结构的光伏逆变器，可以避免并联光伏电池组件间失配引起的功率损失，最大化利用了光伏电池输出电能，双闭环控制的逆变器输出电压稳态误差小，动态响应快，这种逆变器结构及控制方法为光伏发电与城市建筑一体化应用提供了一个新的思路。 【关键词】：单相光伏逆变器 光伏电池建模 最大功率点跟踪 多支路并联 MATLAB/Simulink
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 研究的目的及意义15-16
• 1.2 光伏发电现状16-17
• 1.2.1 国际光伏发电现状16-17
• 1.2.2 国内发展现状17
• 1.3 光伏发电系统概述17-19
• 1.4 MPPT 技术的研究现状19
• 1.5 课题研究内容和主要工作19-21
• 第二章 太阳能电池特性研究21-29
• 2.1 光伏电池的数学建模21-24
• 2.1.1 工作原理21
• 2.1.2 等效电路21-22
• 2.1.3 数学模型22-24
• 2.2 光伏电池的特性分析24-27
• 2.2.1 Matlab 仿真建模24
• 2.2.2 外界环境变化时光伏电池输出特性24-27
• 2.3 本章小结27-29
• 第三章 新型变步长 MPPT 控制方法研究29-51
• 3.1 MPPT 原理研究29-32
• 3.1.1 MPPT 原理29-30
• 3.1.2 基于 Boost 拓扑的 MPPT 原理30-32
• 3.2 常见的两种 MPPT 控制技术32-35
• 3.2.1 扰动观察法32-33
• 3.2.2 电导增量法33-35
• 3.3 新型变步长 MPPT 方法35-41
• 3.3.1 基于 dP/dV 的变步长方法分析35-38
• 3.3.2 新型变步长 MPPT 方法原理38-39
• 3.3.3 新型变步长 MPPT 方法控制策略39-41
• 3.4 MPPT 的仿真研究41-49
• 3.4.1 仿真模型的建立41-44
• 3.4.2 MPPT 控制方法有效性验证44-47
• 3.4.3 MPPT 控制方法稳定性验证47-49
• 3.5 本章小结49-51
• 第四章 2KW 多支路单相光伏逆变器研究51-67
• 4.1 光伏逆变器概述51-55
• 4.1.1 逆变器拓扑结构51-54
• 4.1.2 逆变器的调制方法54-55
• 4.2 系统的设计方案55-56
• 4.3 系统的控制策略56-60
• 4.3.1 DC/DC 部分控制策略56-58
• 4.3.2 DC/AC 部分控制策略58-60
• 4.4 逆变器具体参数设计60-66
• 4.4.1 DC/DC 变换器设计60-62
• 4.4.2 DC/AC 变换器设计62-66
• 4.5 本章小结66-67
• 第五章 单相光伏逆变系统仿真分析67-79
• 5.1 系统仿真模型的建立67-68
• 5.2 系统驱动电路仿真68-69
• 5.3 多支路逆变系统功率流动仿真69-71
• 5.4 在失配发生时系统 MPPT 仿真71-74
• 5.5 逆变器输出指标验证74-76
• 5.6 本章小结76-79
• 第六章 总结和展望79-81
• 6.1 课题总结79
• 6.2 展望79-81
• 参考文献81-85
• 致谢85-86
• 研究成果及发表的学术论文86-87
• 作者与导师简介87

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

基于扰动观察法的最大功率跟踪的实现    吴华波;

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;

基于MPPT的太阳能光伏充电控制器研究    严卫洲;潘俊民;

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;

LCL滤波器的三相光伏逆变器双环控制策略    刘飞;殷进军;周彦;段善旭;

三相 SPWM 逆变电源重复控制技术的研究    康勇,詹长江,彭力,陈坚

一种光伏发电系统变步长MPPT控制策略研究    刘栋;杨苹;黄锦成;

一种扰动观察法在光伏发电MPPT中的应用    刘莉;张彦敏;

基于中值步长法的光伏阵列最大功率点跟踪    卢秀和;王娇;

中国太阳能光伏发电产业的现状与前景    张耀明;

三相光伏并网逆变器的设计与仿真    王晖辉

高频隔离式光伏并网逆变器的研制    林东栋

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

变电站光伏直流系统的研究与应用    林航;陈晓明;

30 kW太阳能并网发电系统的应用与运行    沈晨;陈晓明;

LabVIEW在染料敏化太阳电池测试系统中的应用    张玉香;陈双宏;翁坚;戴松元;

24V/5A太阳能控制器设计    包文俊;黄长杰;

太阳电池及其发展方向    吕建;殷洪亮;

100kW风光互补电站设计    杨帮宇;

市电自动切换在独立光伏系统中的应用    袁世建;胥平;尚海涛;

新型智能化太阳能光伏控制器的研究与应用分析    傅定文;韩莉娅;庄勇;谢建;

太阳能与建筑一体化的实证研究    陈芝俊;

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;

KY-310B型牙轮钻机自动化进展述评    王卓;王珍涛;周志雄;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

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;

基于线电流解耦算法的三相光伏并网系统    谭甲凡;

低成本太阳能级硅材料制备技术    张军;毛协民;傅恒志;

中国光伏发电的发展及前景    罗雪莲;

太阳能发电技术综述    洪彬倬;聂一雄;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

永磁同步直驱型全功率风机变流器及其控制    汪令祥

中国地面太阳辐射长期变化特征及短期预报方法研究    马金玉

微电源并网同步检测与定功率输出控制技术研究    龚宇雷

基于PWM控制方式的电源管理芯片设计与实现    吴铁峰

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

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

太阳能光伏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

太阳能电池用α-SiC_x:H薄膜的制备与性能研究    张瑞丽

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

基于桥检车的驻车充电站系统的设计实现    杨光

用于城市公交车的能量再利用智能控制系统的研制    谢玉录

两相交错并联电压调整模块（VRM）中平面无源集成的研究    张志坚

光伏并网发电系统的MPPT及孤岛检测新方法的研究    于希洋

基于DSP的小功率光伏并网逆变器的设计    杨军;金新民;童亦斌;

一种新型全数字化瞬时值反馈控制电源研究    康勇,邹云屏

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

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

双闭环控制电压源逆变器并联系统环流特性研究    陈良亮,肖岚,胡文斌,严仰光

带整流桥输入级的开关电源差模干扰特性    孟进;马伟明;张磊;潘启军;赵治华;

光伏并网发电系统孤岛检测技术    郭小强;赵清林;邬伟扬;

基于输出电流控制的光伏并网逆变电源    张承慧;叶颖;陈阿莲;杜春水;

一种变环宽准恒频电流滞环控制方法    洪峰;单任仲;王慧贞;严仰光;

基于状态空间理论的PWM逆变电源控制技术研究    彭力

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

一种基于扰动观察法的最大功率点跟踪控制研究    毛书哲;陈伟;

太阳能在110kV封周变电站的设计应用    张勇;张勤裕;郁志良;

发展中的太阳能光伏发电系统    邱毓昌

我国建成205kW光伏发电示范电站    

我国太阳能光伏发电的现状及展望    

光伏窗口    德松;

有光就有电:“无线世界”向我们走来    鹏飞;

太阳能光伏技术与应用    区柏林;单卓越;

太阳能光伏幕墙工程技术探讨    杨仕超;周荃;

国内光伏发电市场动态    刘春娜;

多电平直流环节逆变器宽调制度均衡控制策略研究    陈金平;贺昱曜;茹锋;林继鹏;吴婷婷;

并网太阳能光伏发电系统最大功率跟踪技术研究    傅家祥;

石墨烯材料光伏电池的研究    印寿根;陈永胜;

包含近场热传递的热光伏电池系统的性能分析    翟小锋;赖建军;

面向生物体系的980nm激光驱动光伏电池    陈志钢;张丽莎;胡俊青;

太阳能光伏发电预报数据库设计研究    唐俊;傅希德;张俊;陈正洪;成驰;

光伏电池工程用数学模型研究    傅望;郭珂;周林;

太阳能光伏发电系统工程结构强度设计    郝文华;

光伏电池表面周期性微结构减反特性分析与计算    徐琴芳;忽满利;李听昕;赵佩;高平安;梁磊;向光华;孙浩;

第三代光伏电池:高效与低成本    Martin A.Green;

我太阳能光伏发电可望商业化    记者 王春

以建成新型太阳能光伏发电厂    记者 郑晓春

国内最大单体太阳能光伏发电项目即将建成    韩戴男

我市举行太阳能光伏发电项目合作签字仪式    记者 刘迎春

太阳能光伏发电解决通信系统供电难题    中兴通讯 李方明

在积累和创新中前行    本报通讯员 刘庆忠　孙永年

我区出台全国首个管理办法    记者 王刚

“逐日”西班牙    本报驻西班牙记者 张金江

青海格尔木大型太阳能光伏发电并网成功    王大千

青海格尔木大型太阳能光伏发电并网成功    

太阳能交流模块逆变器及其控制技术的研究    谭光慧

电压型逆变器分布式控制并联关键技术研究    亓迎川

配电网静止同步补偿器不平衡控制策略研究及系统设计    杨晓萍

小型光伏系统及其关键问题研究    胡义华

太阳能光伏发电系统的控制问题研究    熊远生

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

高频感应加热电压型逆变器功率控制研究    张智娟

基于多电平变换技术的高频感应加热电源的研究    刘庆丰

多酸/ZnO光伏电池的构建和性能研究    罗新泽

模块化AC-DC-AC高频电力变换系统控制方法的研究    刘秀翀

太阳能光伏发电逆变控制器研究    李连玉

基于Z源逆变器的太阳能光伏发电研究    胡仁军

3kW光伏逆变器的设计    翟义成

三相光伏逆变器的数字化控制    陈文军

基于交流母线的光伏逆变器研究    李富国

阻抗源逆变器在微型电动汽车上的应用研究    伍元彪

基于新型Z源逆变器的光伏发电技术的研究    戚振彪

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

基于微逆变器的屋顶光伏并网系统的研究    杨钦超

新型阻抗源逆变器单周期控制的研究    廖凌燕