太阳能光伏逆变器的研究

【摘要】： 本文从太阳能电池的输入输出特性和单相并网逆变系统出发,展开了对单相太阳能光伏并网逆变器的研究。对太阳能电池最大功率跟踪(MPPT)和逆变控制算法的研究是单相太阳能光伏并网逆变器研究的关键。 首先从太阳能电池最小单元出发建立了太阳能光伏阵列的数学模型,并在该数学模型的基础之上进行了MATLAB仿真。通过综合比较现有的光伏电池阵列最大功率(MPPT)实现方法,提出了一种基于Boost电路占空比理论的改进增量电导法,能够更好的跟踪太阳能电池的最大功率点,在提高太阳能电池输出效率方面具有指导意义。 通过分析太阳能光伏并网逆变器的基础上,结合三相逆变电路的SVPWM控制方法,本文提出了一种基于矢量脉宽调制(SVPWM)及无差拍算法的单相并网逆变器的控制方案,给出了基于Matlab/Simulink和SABER的单相并网逆变器无差拍控制算法的仿真模型。仿真结果表明,几乎所有的谐波含量均降低到1%以下,开关次数也得到了优化,该控制方法有效提高了并网逆变系统的效率和输出电能质量,具有一定的利用价值。 论文最后建立基于TMSLF2407的并网逆变器硬件架构,并在此基础之上进行了基于无差拍SVPWM控制方法的软件设计。试验结果表明,无差拍SVPWM的控制算法可有效跟踪电网电压和参考电流。是一种有效的太阳能光伏并网逆变器控制方法。 【关键词】：光伏逆变器 MPPT 无差拍 SVPWM 并网
【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】：2009
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题来源及意义8
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势8-12
• 1.2.1 国内外光伏并网逆变器研究现状8-11
• 1.2.2 现代逆变技术的发展趋势11-12
• 1.3 太阳能光伏并网系统简介12-13
• 1.4 主要研究内容13-14
• 第2章 太阳能电池最大功率跟踪(MPPT)研究14-26
• 2.1 太阳能电池特性研究14-17
• 2.1.1 太阳能电池的建模14
• 2.1.2 太阳能电池的数学模型14-15
• 2.1.3 太阳能光伏电池阵列的仿真15-17
• 2.2 最大功率跟踪(MPPT)原理及实现方法17-21
• 2.2.1 最大功率跟踪(MPPT)原理17
• 2.2.2 最大功率跟踪的实现方法17-21
• 2.3 DC/DC电路实现MPPT21-23
• 2.3.1 Boost电路实现MPPT原理21-22
• 2.3.2 Boost电路实现MPPT算法分析22-23
• 2.4 Boost实现MPPT的仿真分析23-25
• 2.4.1 太阳能电池SIMUlink模型的建立23-24
• 2.4.2 MPPT仿真分析24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 光伏逆变系统的研究26-40
• 3.1 光伏逆变器设计的原则26
• 3.2 光伏逆变器的主电路拓扑26-27
• 3.3 逆变器控制方式27-34
• 3.3.1 单相SVPWM原理30-33
• 3.3.2 无差拍SVPWM控制33-34
• 3.4 基于无差拍SVPWM并网逆变器仿真分析34-39
• 3.4.1 无差拍控制模型的搭建34-36
• 3.4.2 无差拍SVPWM仿真结果与分析36-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 基于SABER单相并网逆变器仿真40-46
• 4.1 SABER仿真软件简介40
• 4.2 仿真系统的构成40-43
• 4.2.1 主电路部分41
• 4.2.2 无差拍控制部分41-42
• 4.2.3 SVPWM仿真电路42-43
• 4.3 仿真结果及其分析43-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第5章 无差拍SVPWM硬件实现46-55
• 5.1 系统硬件设计46-49
• 5.1.1 硬件系统总体结构图46
• 5.1.2 系统功率部分硬件设计46-47
• 5.1.3 信号采样电路的设计47-49
• 5.2 系统软件设计49-52
• 5.2.1 AD转换50-51
• 5.2.2 电网周期提取51
• 5.2.3 SVPWM信号生成51-52
• 5.3 实验结果及分析52-54
• 5.3.1 锁相实验波形52-53
• 5.3.2 闭环实验波形53-54
• 5.4 本章小结54-55
• 结论55-56
• 参考文献56-59
• 攻读学位期间发表的学术论文59-61
• 致谢61-62
• 个人简历62

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