户用离网型单相光伏发电系统的研究与设计

【摘要】：随着人类对环境保护的要求以及能源的需求不断提高,太阳能光伏发电产业逐渐被各国重视。本文在太阳能光伏产业发展的良好背景下,结合我国偏远地区的实际用电问题,设计了户用离网型单相光伏逆变器。本文的主要工作有：1、介绍光伏电池的工作原理、光伏逆变器的拓扑分类、调制方法以及控制策略,选择了单相全桥逆变拓扑结构及双极性调制策略应用于户用离网型单相光伏逆变器。2、对户用离网型单相光伏逆变器的主要部分进行分析并建立相关数学模型,得到了理想状态下单相全桥逆变电路的状态空间平均法分析模型。给出了离网型单相光伏逆变器的虚拟空间矢量控制策略,运用希尔伯特变换的基本原理实现虚拟矢量。介绍了基于虚拟空间矢量控制的离网型单相逆变器的实现过程。3、在Matlab/Simulink仿真工具中搭建离网型单相光伏逆变器的仿真模型。使用虚拟空间矢量控制策略及PI调节器,得到仿真结果。4、设计户用离网型单相光伏逆变器的样机的硬件电路和软件,并在实验室条件下得出实验结果。实验结果表明逆变器样机工作可靠、稳定,具有良好的带负载能力及输出特性。 【关键词】：能源需求 离网型单相光伏逆变器 虚拟空间矢量控制 样机设计
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题研究的背景及意义8-10
• 1.1.1 全球能源现状及光伏能源发展8-9
• 1.1.2 我国光伏能源发展现状及需求9-10
• 1.2 离网型光伏发电逆变器及其发展现状10-12
• 1.2.1 离网型光伏发电逆变器的基本组成10-11
• 1.2.2 离网型光伏发电系统的研究现状11-12
• 1.3 本文的主要内容12-13
• 第二章 户用离网型单相光伏逆变器系统的工作原理13-27
• 2.1 光伏电池特性13-16
• 2.1.1 光伏电池的工作原理13
• 2.1.2 光伏电池的等效模型13-16
• 2.2 离网型光伏发电逆变器的拓扑16-20
• 2.2.1 DC/DC变换器拓扑16-18
• 2.2.2 逆变器拓扑结构18-20
• 2.3 逆变器的调制方法20-23
• 2.3.1 单极性调制技术21-22
• 2.3.2 双极性调制技术22-23
• 2.4 逆变器的控制策略23-26
• 2.4.1 PID控制23-24
• 2.4.2 重复控制24-25
• 2.4.3 滞环比较控制及其他控制策略25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 离网型单相光伏逆变器的结构及建模分析27-39
• 3.1 充电控制部分结构27-33
• 3.1.1 蓄电池充电方式27-29
• 3.1.2 同步Buck电路分析29-31
• 3.1.3 Buck电路数学模型31-33
• 3.2 蓄电池的数学模型33-34
• 3.3 逆变单元数学模型34-37
• 3.4 输出滤波器建模37-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第四章 基于虚拟空间矢量的系统控制策略研究及仿真39-55
• 4.1 虚拟空间矢量的基本思想及原理39-41
• 4.2 希尔伯特变换的基本原理41-42
• 4.3 基于矢量变换的单相离网逆变器等效数学模型42-44
• 4.4 基于虚拟矢量的系统控制策略44-46
• 4.5 单相离网逆变器的仿真研究46-54
• 4.5.1 仿真工具Matlab/Simulink46
• 4.5.2 基于虚拟矢量控制的单相离网逆变器的仿真46-50
• 4.5.3 仿真结果50-54
• 4.6 本章小结54-55
• 第五章 离网型单相光伏发电逆变器的设计55-77
• 5.1 硬件设计55-66
• 5.1.1 MCU控制部分55-56
• 5.1.2 充电控制部分56-57
• 5.1.3 逆变全桥电路57-58
• 5.1.4 功率开关管驱动电路58-59
• 5.1.5 辅助电源模块59-60
• 5.1.6 采样电路60-63
• 5.1.7 人机接口模块设计63-66
• 5.2 软件设计66-70
• 5.2.1 蓄电池充电控制部分软件66
• 5.2.2 蓄电池过冲过放保护66-67
• 5.2.3 逆变部分软件设计67-69
• 5.2.4 人机接口模块软件设计69-70
• 5.3 实验结果分析70-76
• 5.3.1 系统的输出实验71-73
• 5.3.2 变压器原边电流测试73-74
• 5.3.3 输出保护实验结果74-75
• 5.3.4 人机接口模块实验75-76
• 5.4 本章小结76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 总结77
• 6.2 展望77-79
• 参考文献79-83
• 致谢83-84
• 硕士期间发表论文84

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

基于状态反馈控制和重复控制的逆变电源研究    张凯,康勇,熊健,陈坚

基于状态空间平均法的单相逆变器控制建模    王归新,康勇,陈坚

电压空间矢量调制与常规SPWM的比较研究    熊健,康勇,张凯,陈坚

BUCK变换器的建模和仿真研究    杨亚泽;余明杨;

状态空间平均法在串联型有源电力滤波器建模中的应用    缑新科;尹发根;陈莹;陈晶;

基于PIC的家用太阳能逆变器研制    袁志刚;张自强;潘东昱;廖向如;潜丽旭;

基于基础电路的简易智能家居系统的设计    王近;梁丹;苏妺;

太阳能光伏发电技术的发展与应用    严洋;

用战略性眼光看待分布式光伏    樊创佳;

基于根轨迹的单相逆变器PID控制器设计    金园园;王正仕;陈辉明;刘欢;

蓄电池充电系统的研究与设计    潘军

小功率交流独立光伏发电系统的研究    仇斌

基于虚拟矢量定向单相光伏并网逆变器的研究    齐飞

蓄电池测试系统中SVPWM与SPWM的比较研究    杜春林;李和明;张丽霞;

背靠背四象限变流器控制方法的研究    罗文广;张志学;

基于三态滞环控制的电气化铁路电能质量治理装置    乔光尧;周飞;王宇红;于坤山;

一种快速实用的电压空间矢量脉宽调制算法    吴恒亮;陈艺峰;姚明;王南;

二极管箝位型三电平逆变器正弦脉宽调制方法比较    袁登科;

PWM整流器两种调制方式的研究    徐阳;魏毅立;

异步电机SVPWM控制算法仿真研究    高海波;陈辉;吴明;

采用PID和重复控制的逆变器波形控制策略    孙朝晖;吴浩伟;方斌;耿攀;

交流异步电动机SVPWM变频调速的研究    陈奇栓;王力;康金;刘春哲;

交流异步电动机SPWM变频调速的研究    陈奇栓;刘廷丽;赵志骏;齐琳;

交流异步电动机全数字矢量控制方法的实现    郭新;冯丽辉;陈显宁;

基于重复控制的逆变器并联技术    亓迎川;胡荣强;

一种基于半实物仿真的DSP控制逆变器的实验方法    吴红飞;胡海兵;邢岩;

基于状态空间平均法的光伏并网逆变器控制建模(英文)    杨海柱;金新民;

PWM整流器在感应加热电源中的应用    熊文;刘惠康;唐兴隆;

基于SVPWM的三相电压源型能量回馈系统的全数字实现    李正熙;陈涛;

新型三相应急电源装置的研究    陶海军;郑征;

PWM整流器在感应加热电源中的应用    熊文;刘惠康;唐兴隆;

开关性冲击负载下滞环控制电流源的研制    陈没;李国富;李志远;李永亮;高飞;

基于SVPWM算法的两电平逆变器与三电平逆变器的功率比较    崔伟胜;姜学东;夏红燕;

并联型有源电力滤波器谐波检测及控制技术研究    谢斌

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

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

微网多目标优化运行及控制策略研究    崔明勇

城轨牵引内置式永磁同步电机驱动系统效率优化控制方法研究    盛义发

防爆环境下大功率三电平变换器功率损耗与散热方法研究    徐志鸥

小型光伏系统及其关键问题研究    胡义华

基于微电网运行的光伏逆变电源若干关键技术研究    陈卫民

基于分层递阶控制理论的城市电网自愈控制研究    余昆

永磁交流伺服系统速度检测与控制研究    王少威

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

三相AC/DC功率因数校正技术的研究    邓长吉

光伏并网逆变系统的研究及应用    李明

基于空间矢量PWM控制并联有源电力滤波器的研究    蒋海牙

电气化铁路电能质量调节器的研究    乔光尧

基于序导纳法的电铁负序和无功补偿的研究    王凯

模糊滑模及通用模型控制在DC/DC变换器控制系统中的应用研究    毛盾

交流牵引系统若干问题的研究    陈庆安

单逆变器驱动多电机技术在轨道交通中的应用    陈文博

一种无变压器混合有源电力滤波器及其控制策略研究    时晓洁

太阳能电池并联电阻的一种测量方法    陈庭金,涂洁磊,汪东翔,董俊

延长独立光伏电站蓄电池使用寿命的措施探讨    陈慧玲

基于MATLAB的串联型有源电力滤波器建模与仿真    陆秀令;曹才开;张松华;

VRLA蓄电池变电流间歇充电方法    陈体衔

太阳能光伏应用中的蓄电池研究    陈维;沈辉;

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

采用电流滞环调节器的电压矢量控制PWM整流器系统    赵振波,李和明,董淑惠

太阳能光伏并网发电系统的研究    王飞,余世杰,苏建徽,沈玉梁

基于电压空间矢量PWM脉宽调制方式的新型三电平高频整流器研究    詹长江,韩郁,赵良炳,韩英铎

双管反激型DC/DC变换器的研究    顾晓明,顾亦磊,杜宇,吴燮华

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

PWM整流器及其控制策略的研究    张兴

基于重复控制理论的逆变电源控制技术研究    陈宏

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

统一电能质量调节器（UPQC）的分析与控制    李勋

光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究    张超

光伏并网发电系统关键技术研究    郭勇

反激变换器的应用研究    胡江毅

三相电压型PWM整流器及其控制策略研究    赵振波

三相PFC及其数字控制    方宇

基于重复控制的新型五电平逆变器研究    王成智

基于重复控制和PI双闭环控制的三相四桥臂逆变器    张晋颖

CVCF逆变器重复控制策略研究    郑崇峰

三相应急电源系统研究    刘金云

数字控制DC-DC变换器的研究    许会军

单相光伏并网逆变器的研制    张凌

我国农村离网型风力发电发展战略研究    吴育华;张林武;

青海无电农牧地区风光储互补离网型光伏示范电站投入运行    本刊讯;

离网型风力发电测试及实验系统一体化研究    任永峰;李含善;王涛;李常春;刘志璋;

离网型风光储系统测试平台研究    林云松;吴琪;徐正华;雷凯;徐传进;

一种离网型“风光柴储”一体化应用系统设计    王海华;韩学栋;李剑锋;

离网型风力发电控制系统尖峰抑制研究    胡克石;马瑞卿;皇甫宜耿;张翔;

离网型小型风电系统建模与控制仿真    崔勇;

青海离网型电站运行管理模式探讨    张治民 ,白生菊

离网型风光混合能源发电系统的仿真研究    安晓彤;皇甫宜耿;马瑞卿;

内蒙离网型光伏供电系统的运行故障与改进措施    赵明智;刘志璋;

通信用离网型风能供电系统技术要求    齐曙光;刘亦珩;王晨;

风、水、光互补发电系统优化与环境价值    左婷婷;杨建华;邵冰然;

我国离网型中小风电机组发展现状    苏研

我市新能源产业出新品    小朱

国内首家清洁能源研发中心落户长沙    记者 张怀中

风力发电为何欠东风？    《融资导刊》记者 李慧慧 实习生 关秋莉

离网型双馈风力发电系统控制策略研究    郭旭东

不同工况下离网型永磁同步发电机电磁与传热特性的研究    仝世伟

离网型双馈风力发电系统的控制策略研究    陈辉华

离网型风光储互补发电系统容量优化配置方法研究    杨帆

离网型风力发电控制器的研制    吕学瑜

离网型风光复合发电系统的优化设计    李浩

离网型异步风力发电系统的控制技术研究    谭俊敏

离网型风力发电机组的控制技术研究    齐发

离网型光伏发电装置控制策略研究及系统设计    王泽荣

户用离网型单相光伏发电系统的研究与设计    潘卫卫

中科恒源离网型供电系统营销策略研究    赵舒婉