单相双级独立式光伏逆变器的研究

【摘要】：太阳能电池的输出功率不是恒定的,其本身具有一定的非线性和时变形,既受光照强度和外界环境温度的影响,又随负载的变化而改变。为使光伏电池始终保持在最大功率点处输出,就需要实时监测光伏电池的输出电压和电流,调整其输出功率。本文阐述了光伏阵列的原理特性、最大功率跟踪(MPPT)控制及模糊控制的原理,并建立了单相双级独立型光伏逆变器的模糊控制仿真模型,最后进行了仿真实验。本文的主要工作如下： 首先,对几种常见的主电路结构进行比较分析,最后选择单相双级式电路作为逆变器的主电路,即第一级由Boost电路和推挽电路构成,第二级由全桥逆变电路构成,既可以满足升压的要求,还起到了电气隔离的作用。 其次,对用于最大功率点跟踪的恒定电压法、电导增量法及扰动观测法进行了分析比较,提出了模糊控制法,并采用matlab/simulink软件进行建模仿真分析。 最后,阐述了全桥逆变电路的工作原理、控制策略,建立了基于matlab/simulink软件的仿真模型。 【关键词】：光伏发电 最大功率点跟踪 模糊控制 仿真
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-4
• 目录4-7
• 第1章 绪论7-11
• 1.1 选题的背景及意义7-8
• 1.2 光伏发电技术的研究现状8-9
• 1.3 课题的主要工作及创新9-11
• 1.3.1 课题的主要工作9
• 1.3.2 本文创新点9-11
• 第2章 单相双级独立型光伏逆变器主电路的研究与设计11-19
• 2.1 单相光伏逆变器主电路的比较11-14
• 2.1.1 双级式boost全桥逆变拓扑11-12
• 2.1.2 单级式工频拓扑结构12
• 2.1.3 多级式变换拓扑结构12-13
• 2.1.4 本文拓扑结构的选择13-14
• 2.2 主电路结构与工作原理14-17
• 2.2.1 Boost电路工作原理分析14-17
• 2.3 单相全桥逆变电路工作原理17-18
• 2.4 本章小结18-19
• 第3章 光伏发电系统最大功率点跟踪算法的研究19-49
• 3.1 光伏电池简介19-26
• 3.1.1 光伏电池工作原理19
• 3.1.2 光伏电池等效电路19-20
• 3.1.3 光伏电池的输出特性20-21
• 3.1.4 光伏阵列的建模及仿真研究21-26
• 3.2 MPPT控制的基本原理26-28
• 3.3 MPPT控制方法的研究28-39
• 3.3.1 固定电压法28
• 3.3.2 扰动观察法28-31
• 3.3.3 电导增量法31-32
• 3.3.4 模糊控制法32-33
• 3.3.5 扰动观察法的仿真研究33-36
• 3.3.6 仿真结果及分析36-39
• 3.4 模糊控制法的仿真研究39-44
• 3.5 两种MPPT算法仿真结果的分析和比较44-49
• 3.5.1 光照突变条件下的仿真44-45
• 3.5.2 光照缓慢变化下的仿真45-47
• 3.5.3 本章小结47-49
• 第4章 基于SPWM的逆变电路的仿真研究49-57
• 4.1 PWM控制的基本原理49-51
• 4.2 逆变电路的仿真51-55
• 4.3 本章小结55-57
• 第5章 总结与展望57-59
• 5.1 总结57
• 5.2 展望57-59
• 参考文献59-63
• 致谢63-64
• 攻读学位期间的研究成果64-65

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