单相光伏并网发电逆变器控制的研究

【摘要】：可再生能源的开发与利用已成为当今世界各国发展的热点，太阳能作为最基本的能源，以其普遍存在、取之不尽和清洁的特性，成为众多的可再生能源中研究的焦点。太阳能的利用方式有多种，其中光伏并网发电受到世界各国的极大重视。 本文对单相光伏并网发电系统做了较全面的阐述和研究，重点分析了系统的参数设计和逆变器控制方案。并针对光伏并网系统在光照太强的情况下出现输入功率与输出功率不匹配，从而使得直流母线电容上电压过高损坏，最终导致系统功率丢失这一现象，提出了一种保护策略，即直流母线电压保护。论文主要内容如下： 首先，对于光伏并网发电系统的不同拓扑结构及工作原理进行了阐述，并对并网发电的光伏电池技术、最大功率点跟踪技术和逆变器的控制技术进行了研究。 其次，在详细分析了光伏电池的工作机理后，建立了光伏电池的模型。并讨论了变步长扰动的最大功率点跟踪技术，通过PSIM仿真，验证了光伏电池模型的正确性。 接着，设计了系统主电路和控制电路。对主电路各部分参数进行了分析计算。在系统控制上，提出了Boost三环控制，即在电压控制外环和电流控制内环的基础上，增加一个直流母线保护环的控制，该控制环在母线电压升高时，自动协调输入功率匹配输出功率，使得母线电压不至于过高。对系统的锁相环技术进行了详细分析，在PSIM中进行了建模仿真。 最后，通过PSIM仿真软件对系统整体进行了仿真，得出了系统各部分仿真波形，验证了系统设计的合理性。 【关键词】：光伏并网 逆变器 最大功率点跟踪 平均电流控制
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 课题来源和研究背景8-9
• 1.2 光伏并网发电的国内外发展前景9-10
• 1.3 光伏并网发电技术现状10-11
• 1.4 本论文研究的主要内容11-12
• 第二章 光伏并网发电系统12-19
• 2.1 光伏发电系统简介12-17
• 2.1.1 光伏发电系统类型12-13
• 2.1.2 光伏并网系统逆变电路类型13-16
• 2.1.3 最大功率点跟踪技术16-17
• 2.1.4 光伏并网系统控制策略17
• 2.2 系统主电路及其控制电路的设计17-18
• 2.3 本章小结18-19
• 第三章 光伏电池的建模与最大功率点跟踪19-30
• 3.1 光伏电池模型的建立19-24
• 3.1.1 光伏电池工作原理19-21
• 3.1.2 光伏电池的等效模型21-22
• 3.1.3 光伏电池的电气特性22-24
• 3.2 变步长的扰动观察法24-25
• 3.3 光伏电池在 PSIM 中的仿真25-29
• 3.3.1 仿真模型25-27
• 3.3.2 仿真结果27-29
• 3.4 本章小结29-30
• 第四章 光伏并网系统主电路及其参数设计30-44
• 4.1 主电路及技术指标30-31
• 4.1.1 并网系统主电路结构30
• 4.1.2 硬件系统技术指标30-31
• 4.2 主电路各部分工作原理31-37
• 4.2.1 Boost 电路工作原理31-33
• 4.2.2 逆变电路工作原理33-34
• 4.2.3 逆变电路调制原理34-37
• 4.3 光伏并网发电系统中主要参数设计37-42
• 4.3.1 Boost 电路电感设计37-38
• 4.3.2 逆变电路滤波电感设计38-40
• 4.3.3 直流母线电容设计40-42
• 4.4 本章小结42-44
• 第五章 光伏并网发电系统控制策略分析44-54
• 5.1 控制系统及技术指标44-45
• 5.1.1 控制系统概括44
• 5.1.2 控制系统技术指标44-45
• 5.2 Boost 电路三环控制设计45-51
• 5.2.1 前馈设计45-46
• 5.2.2 Boost 电路电流内环的控制设计46-48
• 5.2.3 Boost 电路电压外环的控制设计48-50
• 5.2.4 Boost 电路直流母线电压保护环设计50-51
• 5.3 逆变电路控制设计51-53
• 5.4 本章小结53-54
• 第六章 单相光伏并网变换器锁相环分析54-63
• 6.1 硬件锁相环54
• 6.2 软件锁相环54-55
• 6.3 基于二阶广义积分器的锁相环55-59
• 6.3.1 正交分解模块55-57
• 6.3.2 Park 变换模块57-58
• 6.3.3 闭环控制模块58-59
• 6.4 仿真分析59-61
• 6.5 本章小结61-63
• 第七章 系统仿真结果与分析63-68
• 7.1 光伏并网系统仿真模型63
• 7.2 最大功率点跟踪仿真63-64
• 7.3 参数设计仿真验证64-65
• 7.4 电网电压和并网电流波形65-66
• 7.5 直流母线电压保护仿真结果66-67
• 7.6 本章小结67-68
• 第八章 结论与展望68-69
• 8.1 结论68
• 8.2 展望68-69
• 参考文献69-71
• 个人简历 在读期间发表的学术论文71-72
• 致谢72

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

煤炭产量统计数据解析    姜澍;

光伏发电与经济结构调整    张兴科;

我国太阳能光伏发电技术应用综述    尹淞;郝继红;

第五讲:并网光伏发电系统    王健强;

太阳能发电系统在建筑中的应用    李海瀛;

光伏并网发电的研究进展    余涛;余婕;

我国光伏发电产业的发展现状分析    本刊编辑部;赵黛青;邱立勋;廖翠萍;

世界风电产业发展的总趋势    

定角控制高频MOSFET串联逆变器频率跟踪    张智娟,彭咏龙

中国低碳经济中可再生能源持续发展问题研究    李萌;

烤烟房光伏系统的设计与实现    钟建伟;

基于数字控制单相PFC系统的研究    莫丽琴;

滞环控制开关频率的一种分析计算方法    张加胜;李浩光;

集成PWM控制器UC1525在开关电源中应用    高波;谢澎波;冯君华;

太阳能电池技术发展与市场    高中胜;朱刚;

DC-DC开关变换器的动力学建模与稳定性分析    邵桂荣;苏世栋;詹平红;

电动汽车轮毂电机神经网络控制策略    陈旭;李大伟;蒋振江;陈蜀海;

Matlab在现代电力电子技术实验教学中的应用    黄江波;

光伏产业发展障碍的经济学思考    蔡登云;张芳;

光伏发电亟需政策和立法给力    张兴科;

环境保护中高压脉冲等离子体技术的应用    谢瑞;刘军;李武华;何湘宁;

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;

基于DSP的模拟光伏并网发电小系统的设计    朱旭芳;蒋金村;

并网逆变器控制技术研究    董鹏;毕天姝;薛安成;杨奇逊;

抗三相不平衡负载的独立光伏发电系统的设计    伍春生;杨子龙;廖华;王一波;徐正国;许洪华;

光伏并网逆变器伪孤岛现象的研究    郭建勇;方如举;李献伟;

基于审计的中国光伏产业技术创新管理缺失性分析    张燕;

实现动态无功补偿功能的混合电源控制系统    任明炜;嵇小辅;

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

LCC-SPRC高压高频大功率电除尘电源的理论分析与功率参数设计    刘军

太阳能光伏产业链垂直一体化构建研究    耿亚新

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

四象限级联型多电平高压大功率逆变器控制系统研究    刘子建

气流床煤气化工艺性能稳健优化与控制研究    张进春

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

多变换器模块串并联组合系统研究    陈武

成形脉冲YAG激光技术及应用研究    许宝忠

磁悬浮轴承功率放大器建模及其软开关技术研究    王军

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

多模块并联DC/AC电力变换技术研究    吕世家

多模块并联DC/DC电力变换技术研究    马威

海洋潮流能发电系统的并网型逆变器设计研究    刘强

基于DSP的单级式光伏并网系统的研究    耿兴华

基于组合预测的核电产业发展趋势研究    于媛媛

三相光伏并网发电系统研究    雷家宁

好望角型船舶运输市场分析及经营对策研究    张侠

城市轨道交通地面型超级电容储能系统关键技术的研究    邓文豪

一种新型的太阳能光伏发电控制系统的研究    刘凤龙

太阳能光伏发电技术现状及产业发展    孟强;

光伏产业热点话题大讨论    吕志新;

光伏发电系统并网控制技术现状与发展(下)    查晓明;刘飞;

欧共体并网光伏系统上网电价对我国的启示    谢传胜;徐欣;贾晓希;

光伏并网发电系统对电网的影响及相关需求分析    杨卫东;薛峰;徐泰山;方勇杰;李碧君;

光伏并网发电及无功补偿的统一控制    汪海宁,苏建徽,张国荣,茆美琴,丁明

光伏并网发电系统孤岛检测技术    郭小强;赵清林;邬伟扬;

滑模频率偏移法的孤岛检测盲区分析    刘芙蓉;王辉;康勇;段善旭;

一种低畸变的主动移频式孤岛检测算法    邓燕妮;桂卫华;

我国太阳能光伏发电技术应用综述    尹淞;郝继红;

光伏并网功率调节系统及其控制的研究    汪海宁

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

太阳能光伏并网发电系统的分析与研究    马兆彪

《阳光能源》话你知 中国光伏想有一个家!    陈昆泉;

光伏产业:跨过寒冬是春天    胡兴军;

光伏工程都被谁抢走了    

光伏产业新动力：高纯冶金级硅太阳电池产品投入市场——CSI阿特斯宣布UMG组件e-Modules正式下线    袁麟;

发改委工信部着手调查光伏产能是否过剩问题    

光伏产业面临的研发挑战    Els Parton;Philip Pieters;Jef Poortmans;

陕西省光伏产业将实现产值2280亿元    

我国藏区光伏产业和市场大发展的思考(上)    尼玛江才;

上网电价——光伏产业“大餐”的“调味剂”    

我国藏区光伏产业和市场大发展的思考(下)    尼玛江才;

太阳能光伏产业的发展催化我国钢丝深加工技术的提升    李国府;吴文晨;宋仁伯;袁康;

光伏玻璃中铁及其他着色金属离子的控制和管理    付玉生;张健;

经济转型背景下中国光伏产业培育和发展初探    唐青;

江苏光伏产业发展状况探析    

基于SVPWM的优化Z源逆变器控制方法研究    马文忠;张红梅;张伟;李耀荣;王志;吴海波;

新能源光伏产业的示范效应分析与发展对策——以保定英利新能源有限公司为例    王军;陈龙珠;崔秀丽;张国锋;

以创新管理应对金融危机——安彩光伏项目发展的启示    苍利民;关丽哲;阎韬;徐建军;王秀林;王茂鸿;刘凤玲;

新世纪光伏产业展望    施正荣;

中国的太阳能光伏产业能否赶超世界?    施正荣;

1kW潮流能发电装置逆变器SVPWM技术的研究与应用    张少杰;段铁群;杨勇;张亮;

光伏：2012年产值有望达到500亿    刘辉张民强 记者 赵晓强

测绘助推江西新余光伏产业发展    李叶青　胡婷然

太阳能光伏产业盛事将在上海举办    朱培

节能减排促我省光伏产业发展    记者 芦瑞

新余抢占光伏产业世界制高点    记者 徐国平

国产装备托起光伏产业    本报记者 左丹

光伏产业洗牌“过冬”    本报记者 陈玮英

中国光伏产业亟待走出挣小钱窘境    记者 胡亮

昆明奠基全球光伏产业制高点    首席记者 肖宇辉

锦州光伏产业发展呈现喜人态势    本报记者 张继锋

微网逆变器的控制策略及组网特性研究    杜燕

Z源逆变器研究    汤雨

三相三电平光伏并网发电系统中若干关键技术的研究    杨滔

中国太阳能光伏产业政策效应研究    袁见

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

太阳能光伏产业链垂直一体化构建研究    耿亚新

光伏产业国际竞争力研究    陈晓燕

中国光伏产业创新系统研究    戚汝庆

数字化光伏并网系统的逆变技术研究    张文

PWM逆变器的控制及并联运行控制研究    何中一

基于阻抗源的单相光伏并网系统研究    谢柱

光伏并网发电系统关键技术的研究    杨巍

单相光伏并网发电系统的研究    单琳

光伏并网发电系统关键技术研究    郭勇

基于Z源逆变器的光伏发电系统研究    王君惠

兆瓦级风力发电逆变器的研究    尹越

基于Z源逆变器的直驱式方波永磁同步风力发电系统研究    欧阳桂泉

我国光伏科技及产业最优投资体系研究    汪瑜佩

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

三相光伏并网控制系统研究    周洪伟