光伏并网发电系统运行控制技术研究

【摘要】：在可在生能源中,光伏发电具有广泛的应用前景和研究意义。本文在分析总结国内外光伏并网发电系统研究现状的基础上,构建了一个光伏并网发电系统实验平台,对并网运行控制策略中主要技术进行了研究。 首先,本文系统采用两级式结构,前级为双Boost变换器交错并联,后级单相H桥逆变。针对输出接L型滤波器和LCL型滤波器两种情况,对主电路硬件参数进行了分析和设计。 其次,本文确定了前级升压变换器实现最大功率点跟踪功能,后级逆变器完成直流母线稳压和并网电流控制的软件总体控制方案。对系统启动时序,最大功率点跟踪算法(MPPT),孤岛检测技术,直流母线稳压环设计,过载切换,数字锁相环,系统保护,并网电流控制等各模块主要技术进行了详细分析和设计,优化了系统性能。分析了常用MPPT算法优缺点并采用了变步长导纳增量法以满足跟踪速度和精度。分析了孤岛检测原理,使用了一种双向扰动的正反馈有源频率偏移检测算法来有效检测孤岛。对直流母线电压环进行了建模和参数设计,分析了三次谐波的引入机理,并给出了电压环分段控制策略。对过载情况进行了分析设计,对启动时序,锁相环的实现和系统保护进行了分析说明,优化系统性能。 并网电流控制部分,针对输出接L型输出滤波器的情况进行了建模和控制器设计,分析了电网电压引入的干扰并提出两种抑制思路,分析了两种措施优缺点并给出了综合控制方案。 针对输出接LCL型输出滤波器的情况,分析了LCL谐振尖峰的存在和常用的无源阻尼、有源阻尼方案。在分析分裂电容反馈控制的基础上,提出了两种控制方案。一种是基于分裂电容反馈的重复控制方案,该方案在保留分裂电容反馈控制和重复控制优点的同时,简化了重复控制补偿器的设计。一种是基于分裂电容的有源阻尼控制方案,该方案有效抑制了并网电流可能存在谐振的隐患,增强了系统鲁棒性。 最后,在前文原理分析的基础上,搭建了2kW样机和实验平台,分析了实验波形,验证了该光伏并网发电系统和控制策略的可行性。 【关键词】：光伏并网发电系统 最大功率跟踪(MPPT) 孤岛检测 LCL滤波器 电网前馈 PR控制器 分裂电容反馈 重复控制 有源阻尼控制
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究背景及意义11
• 1.2 光伏并网发电系统概述与技术研究现状11-15
• 1.2.1 光伏并网发电系统概述11-12
• 1.2.2 技术研究现状12-15
• 1.3 课题研究的主要内容15-17
• 第2章 光伏并网发电系统结构与参数设计17-24
• 2.1 主电路结构17
• 2.2 交错并联Boost电路原理及参数设计17-19
• 2.2.1 交错并联Boost原理17-18
• 2.2.2 Boost电路参数设计18-19
• 2.3 H桥逆变电路设计19-22
• 2.3.1 直流母线电容的设计19-20
• 2.3.2 输出L型滤波器设计20-21
• 2.3.3 输出LCL滤波器设计21-22
• 2.3.4 功率器件22
• 2.4 硬件电路设计要点22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第3章 光伏并网发电系统运行方案及控制技术24-39
• 3.1 两级式光伏发电系统总体控制策略24-25
• 3.2 系统启动时序25
• 3.3 最大功率点跟踪(MPPT)技术25-29
• 3.3.1 光伏电池输出特性25-27
• 3.3.2 MPPT原理分析27
• 3.3.3 MPPT算法27-29
• 3.4 孤岛检测技术29-32
• 3.5 并网逆变器直流母线电压控制器设计32-34
• 3.5.1 直流母线电压控制器建模32-33
• 3.5.2 电压环设计33
• 3.5.3 电压PI分段33-34
• 3.6 过载模式的切换与设计34-37
• 3.7 数字锁相环37-38
• 3.8 系统保护38
• 3.9 本章小结38-39
• 第4章 输出滤波器及并网电流控制39-54
• 4.1 基于L型输出滤波器的并网电流控制39-41
• 4.1.1 控制系统模型39-40
• 4.1.2 电流内环PI控制器设计40
• 4.1.3 数字控制延时及电流预测40-41
• 4.1.4 电流环PI分段41
• 4.2 电网电压干扰的抑制41-45
• 4.2.1 电网电压的影响41-42
• 4.2.2 电网电压前馈42
• 4.2.3 PR控制器设计42-44
• 4.2.4 基于L型输出滤波器并网电流总体控制方案选择44-45
• 4.3 基于LCL型滤波器的并网电流控制45-52
• 4.3.1 LCL的谐振尖峰及抑制45-46
• 4.3.2 基于分裂电容反馈的重复控制方案46-50
• 4.3.3 基于分裂电容反馈的有源阻尼控制方案50-52
• 4.4 控制器离散化52-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第5章 实验结果与分析54-62
• 5.1 实验平台及实验参数54-55
• 5.2 实验波形与数据55-60
• 5.3 本章小结60-62
• 第6章 总结与展望62-64
• 6.1 全文工作总结62
• 6.2 后续工作展望62-64
• 参考文献64-69
• 致谢69-70
• 作者简历70

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

人类理想的新能源——太阳能发电    陈幼松

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

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

并网逆变器LCL接口直接输出电流控制建模及稳定性分析    郭小强;邬伟扬;顾和荣;王立乔;赵清林;

基于双环控制和重复控制的逆变器研究    李俊林;熊健;康勇;

光伏发电系统中逆变器技术应用及展望    陈维;沈辉;邓幼俊;舒杰;

光伏发电系统高增益DC/DC变换器的研究    谢涛;谢运祥;胡炎申;冀玉丕;

有源滤波器逆变电路的滞环比较控制策略    戴瑜兴,张义兵,陈际达

基于DSP实现的无差拍控制逆变器    郭卫农,段善旭,康勇,陈坚

基于正反馈频率漂移的光伏并网逆变器反孤岛控制    杨海柱,金新民

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

三相并网光伏发电系统的运行控制策略    刘飞

开关电容型交错并联变流拓扑与逆变并联控制技术研究    汪东

光伏发电系统中离网逆变器的研究    牛志强

光伏发电系统移相全桥DC/DC变换器及控制方法研究    刘春美

适用于农网的中小功率风力发电电源研究    汪洋;成立;

基于MATLAB的光伏模块输出特性及MPPT的建模与仿真    王雨;胡仁杰;

一种基于UC2875的动车蓄电池软开关充电电源    李辉;滕锦芬;徐丽;喻冲;

三相PWM整流器滞环空间矢量控制的研究    徐文娟;张子林;

独立光伏系统用蓄电池充放电策略的设计    粟梅;李黎明;孙尧;封焯文;饶程;

一种新的自适应相位偏移并网孤岛检测方法    张纯江;伞国成;孟慧英;徐殿国;

具有MPPT的光伏逆变器研究与实现    王飞;仲兆峰;

电流型光伏并网逆变器的关键技术研究    郭鹏;江智军;胡炜;

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;

UPS逆变器的渐近收敛无差拍控制    汪孟;刘亚东;李方正;黄立培;

基于频率偏移法的光伏并网逆变器孤岛检测    陈曦;李亚楠;陈阿莲;杜春水;张承慧;

A Neuroendocrine-Immune Network based Control Strategy for Single-Phase Photovoltaic Grid-Connected Inverter    

风光柴互补发电系统最大功率控制策略研究    冯乾;赵沛坤;梁俊霞;朱安西;施辉伟;朱炯;涂洁磊;

基于电压正反馈的逆变器并网孤岛检测技术    林东栋;余晓东;杨益金;

光伏并网系统中的孤岛效应仿真研究    陈雷;赵艳军;王艳玲;

并网光伏发电系统孤岛现象的混沌检测方法    李波涛;李鹏;张宏滨;王志强;马梦朝;

基于Boost的单相两级光伏并网逆变器最优梯度控制研究    王斌;易灵芝;彭寒梅;李明;邓栋;颜志刚;

基于多参数检测法的孤岛效应检测    尤鋆;郑建勇;

500kW光伏并网逆变器控制系统设计和实现    石志学;王金峰;金传付;吉文杰;郭艳鹏;陈可;

30kW光伏并网逆变器系统设计和谐振抑制    石志学;金传付;王金峰;吉文杰;郭艳鹏;陈可;

微网多目标优化运行及控制策略研究    崔明勇

微电源并网同步检测与定功率输出控制技术研究    龚宇雷

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

北京市可再生能源综合规划模型与政策研究    高新宇

航空应用三相高功率因数整流器研究    毛鹏

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

APF与TSC谐波无功综合补偿控制的研究    郭伟峰

动力电池组SOC估算及均衡控制方法研究    张金龙

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

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

感应电机矢量控制系统研究与实现    葛金法

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

基于改进重复控制的有源电力滤波器研究    马迎召

光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究及实现    黄克亚

一种新型的太阳能光伏发电控制系统的研究    刘凤龙

三相光伏逆变器的数字化控制    陈文军

一种带有前馈重复滤波器的三相并网逆变器研究    陈基锋

单相并网逆变器及反孤岛控制研究    袁江伟

太阳能光伏发电    崔容强;喜文华;魏一康;张兰英;

电动汽车监测微机系统的研制    姜久春,张维戈,周希德

小功率光伏并网逆变器控制系统的设计    李进国,金新民

一种全桥移相式ZVZCS变换器的优化设计    牛利勇;姜久春;张维戈;

改进型移相全桥ZVZCS直流变换器    张勇强;金新民;张斌斌;刘京斗;

一种采用无源软开关吸收电路技术的新型高效DC/DC变换器    唐青松;吴强;曹怀志;车宪宁;彭方正;

直流PWM调速系统研究    高美霞,吴振奎,魏毅立,王小芹

阀控式密封铅酸蓄电池的内阻    余沛亮,陈体衔

从第八届亚洲电池会议看蓄电池工业研究现状──8ABC文献综述    王泽力,李中奇,伊晓波

电动车用阀控铅蓄电池的寿命考核    桂长清

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

大功率双向DC-DC变换器拓扑结构及其分析理论研究    许海平

三相并网光伏发电系统的运行控制策略    刘飞

基于LLC谐振电路的高效率AC/DC变换技术研究    羊绛军

基于自适应模糊控制的并网逆变器控制策略分析与研究    杜佳妮

基于DSP的VVVF电源设计    程永华

三相逆变器DSP控制技术的研究    杨成林

DSP控制三相逆变器并联技术的研究    罗玛

PWM光伏逆变电源DC-DC电路及最大功率点跟踪技术的研究    周廷

光伏发电系统的最大功率点跟踪控制技术研究    闵江威

逆变器波形控制及辅助功能研究    张宁

单相光伏并网发电系统中DC/DC变换器的设计与优化    孙良伟

基于DSP单相逆变器数字控制实验系统研究    罗长春

太阳能光伏并网发电系统市场前景分析    潘亚鸿;

光伏并网发电通信控制装置的设计    刘立军;焦翠坪;王淼;穆桂霞;张喜军;

光伏并网发电的最大功率点跟踪算法研究    王桂英;史金玲;纪飞;王欢;

五电平逆变器在太阳能发电中的应用    朱蕾;索志民;夏永明;谭新元;

光伏并网系统的孤岛效应检测技术    乔于轩;张代润;

太阳能光伏发电并网系统相关技术研究    闫士职;尹梅;李庆;张伟鹏;

多逆变器光伏并网发电系统的群控策略和实现方法    韩郁;方廷;张岚;

影响光伏并网发电谐波水平的主要因素分析    刘劲;

基于级联逆变器的光伏发电系统的新控制方法    陈元娣;刘涤尘;张东霞;朱忠尼;

基于DSP太阳能光伏并网系统的应用研究    张海波;孙邦伍;原慧军;刘伟;崔海瑞;

基于DSP太阳能光伏并网系统的应用研究    张海波;孙邦伍;原慧军;刘伟;崔海瑞;

光伏并网发电的功率补偿控制研究    蔡纪鹤

光伏并网发电系统的低电压穿越控制技术研究    陈晓婧

光伏并网发电系统监测与控制的综合研究    马云龙

光伏并网发电系统有功无功综合控制研究    钟旭

基于包含度推理的光伏并网发电量预测研究    王少义

光伏并网发电系统设计及MPPT技术研究    姚光辉

30MWp光伏并网发电系统的设计    姚静

光伏并网发电系统孤岛检测算法研究    黎璋霞

光伏并网发电的最大功率点跟踪算法的研究    赵敏

3kW光伏并网逆变器最大功率点跟踪控制的研究    张文静

单相光伏并网系统的孤岛检测技术研究    付得意