应用于直流微网的Boost-Buck光伏接口单元研究

【摘要】：光伏逆变器是光伏发电系统的核心部分。有学者提出了分布式供电系统(微电网)的概念，以解决因为其以单机电源方式接入电网后，产生的控制困难、成本高等问题。随着对分布式供电系统研究的不断深入，分布式直流供电系统——即直流微网，得到了国际上众多研究机构的重视。作为微电网的一种组网方式，分布式直流供电系统具有能量变换环节少、系统效率高和控制方便等诸多优点，同时也使包括光伏发电在内的很多分布式电源有了新的减小成本、提高能源利用率的发展空间。 本文针对分布式直流供电系统，以光伏接口单元为目标展开研究。在选择光伏直直变换器拓扑时，考虑简单、高效以及宽的电压输入范围的要求，选择了Boost-Buck光伏接口变换器。该光伏接口变换器具有控制方式灵活、输入输出电压同极性、输入输出电流脉动小等特点。 首先对Boost-Buck光伏接口变换器各种工作模式进行了分析，选择了单管工作模式作为主要的工作模式。对其工作原理进行了分析，对主要元件参数进行了设计。 其次根据直流微网的特点，设计了变换器的总体控制方案；提出两个开关管共用调节器的调制策略；结合光伏电池的模型和变换器的小信号模型，分别对两种模式进行稳定性分析和补偿网络的设计，实现两模式各控制环路的稳定性和快速响应及两模式切换的平滑过渡。然后通过saber仿真验证了参数设计的正确性和所设计的补偿网络的有效性。 最后根据所提出的研究目标，结合拓扑本身以及对其控制技术的研究，设计了一个采用数字控制的3kW光伏接口实验样机。给出了功率电路和控制电路的设计过程，并进行了变换器的实验研究。实验结果表明了关于所用拓扑和其控制技术理论研究的正确性。 【关键词】：Boost-Buck变换器 光伏接口 调制策略 数字控制
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 课题背景11
• 1.2 微网简介11-13
• 1.3 光伏接口单元变换器拓扑选择13-14
• 1.4 本文的主要研究内容14-15
• 第二章 Boost-Buck 光伏接口变换器原理分析和参数设计15-24
• 2.1 Boost-Buck 变换器拓扑15
• 2.2 Boost-Buck 变换器工作方式选择15-16
• 2.3 Boost-Buck 变换器单管工作模式分析16-17
• 2.4 Boost-Buck 变换器参数设计17-23
• 2.4.1 升压电感17-18
• 2.4.2 滤波电感18-19
• 2.4.3 输入输出电容19-20
• 2.4.4 功率器件应力20-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 Boost-Buck 光伏接口变换器控制回路设计与仿真24-42
• 3.1 总体控制方案24-25
• 3.2 调制策略研究25-26
• 3.3 光伏电池模型26-28
• 3.4 调节器设计28-34
• 3.4.1 Boost-Buck 变换器小信号建模28-29
• 3.4.2 输出电压闭环29-31
• 3.4.3 光伏电压闭环31-34
• 3.5 Boost-Buck 变换器仿真分析34-41
• 3.5.1 Boost-Buck 变换器开环仿真分析34-36
• 3.5.2 Boost-Buck 变换器闭环仿真分析36-41
• 3.6 本章小结41-42
• 第四章 3kWBoost-Buck 光伏接口变换器设计42-61
• 4.1 功率电路设计42-45
• 4.1.1 功率开关管的选取和计算42
• 4.1.2 功率二极管的选取42-43
• 4.1.3 升压电感和滤波电感设计43-45
• 4.1.3.1. 升压电感设计43-45
• 4.1.3.2. 滤波电感设计45
• 4.2 控制电路设计45-53
• 4.2.1 调理电路设计46-48
• 4.2.2 驱动电路设计48-52
• 4.2.3 辅助电源设计52-53
• 4.2.4 硬件系统框图53
• 4.3 数字控制程序设计53-55
• 4.4 实验波形与数据分析55-60
• 4.4.1 变换器工作波形55-58
• 4.4.2 变换器效率分析58-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第五章 总结与展望61-62
• 5.1 全文工作总结61
• 5.2 进一步工作展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-67
• 在学期间发表的学术论文67

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

电力行业节能现状与举措    米建华;王卓昆;

可再生能源发电的发展现状及前景    张丽香;

新型大功率升 降压型DC/DC变换器控制研究    彭力,康勇,宋义超,陈坚

以电导增量法实现MPPT的单级光伏并网逆变器    叶满园;官二勇;宋平岗;

太阳能电池工程简化模型的参数求取和验证    孙园园;肖华锋;谢少军;

微电网研究综述    鲁宗相;王彩霞;闵勇;周双喜;吕金祥;王云波;

微网综合控制与分析    王成山;肖朝霞;王守相;

基于分布式电源的微网技术    赵宏伟;吴涛涛;

微电网的研究现状及在我国的应用前景    郑漳华;艾芊;

硅太阳电池工程用数学模型参数的优化设计    吴忠军;刘国海;廖志凌;

高效率高功率密度通信模块电源技术的研究    任小永

分布式直流供电系统的光伏接口单元研究    杨晨

基于UCC3895的新型通信AC-DC变换器的设计    吴江;

谐振技术的应用研究    张吉亮;

含有光伏电源的微网综述    王锡琳;

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

基于TMS320LF2407A的电力逆变器研制    袁一鸣;江明;

基于电流分解的微网功率控制策略研究    纪明伟;陈杰;栾庆磊;

光伏控制器新型充电管理模式研究    普平贵;

基于数字控制单相PFC系统的研究    莫丽琴;

非连续电流模式移相并联降压变换器的特性    蔡昌友;张娜;

太阳电池的负载匹配理论与负载变换技术    王康模;陈长缨;于志刚;刘兴华;刘小冲;赵俊;

基于主动均衡技术的电动汽车电池管理系统    傅尧;潘博;郑百祥;

On the Topological Characteristics of Power Grids with Distributed Generation    

基于OIF-Elman网络的光伏电源最大功率点跟踪方法研究    苏刚;龚威;潘雷;高瑞;王贝贝;

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;

基于遗传算法的微电网多目标优化控制研究    韩肖清;刘海龙;

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;

微网中复合储能的互补配置研究    梁惠施;范明天;张祖平;

基于UC3875的移相全控逆变桥的开关电源设计    齐磊;席自强;郑利枝;

多次级高压变压器的简化等效模型    冉汉政;钱祖东;

直流变换器三电平拓扑及其控制专题教学探讨    马运东;吴春旺;

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

变速恒频风力发电系统故障特性与保护技术研究    撖奥洋

基于磁粉离合器的汽车起步控制策略研究    吴晓刚

开关电源的协同控制理论及脉宽调制应用技术研究    王前

质子交换膜燃料电池的综合智能协调控制研究    詹跃东

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

非并网风电直供系统方案设计及控制策略研究    刘慧芳

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究    马琳

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

开关型YAG脉冲激光电源系统的研究    赵航

半导体激光器智能化电源设计    赵鹏

大功率软开关氙灯电源的研究    韩春霞

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

绝缘子直流绝缘电阻测量系统的研究与设计    王辉

基于软开关技术的不平衡半桥式逆变电源设计    梁保锋

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

可再生能源的利用    吕正林;

电力行业节能现状与举措    米建华;王卓昆;

生物质能发电技术现状与展望    黄英超;李文哲;张波;

通信电源系统结构的发展趋势    刘希禹

可再生能源发电的发展现状及前景    张丽香;

新型多路直流输出高压隔离电源的研究    桂红云;吕征宇;姚文熙;金高先;

再生能源系统中太阳能电池仿真器的研究    宋平岗

以电导增量法实现MPPT的单级光伏并网逆变器    叶满园;官二勇;宋平岗;

基于最优梯度法MPPT的三相光伏并网逆变器    官二勇;宋平岗;叶满园;

开关电源中磁集成技术的应用研究    陈乾宏

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

高效率高功率密度通信模块电源技术的研究    任小永

分布式电源接入系统的研究    胡成志

基于单周控制的三相光伏并网发电系统    于小辉;梁志珊;

基于Matlab的Boost电路仿真分析及其试验研究    胡兵

基于Boost升压与LC谐振的超声波电动机驱动电路    史敬灼;

Boost变换器混沌现象研究    郭锐;董忠文;

单相双重并联交错Boost PFC的实现    杨喜军,叶芃生,苗海亮,雷淮刚

基于频闪映射的Boost PFC变换器中的间歇性分岔和混沌现象分析    刘伟增,张浩,马西奎

一种Boost数字控制功率因数校正技术的研究    张堃;周腊吾;陈晓平;

基于改进型Boost电路的铅酸蓄电池容量检测装置设计    高玉峰;刘亚龙;李春平;

基于Boost电路的蓄电池容量检测装置设计    高玉峰;李春平;刘亚龙;

发动机进气歧管选型的试验研究    卢兆强;吴颂;

Chaos Control for the Boost Converter under Current-mode Control    

一种交流光伏模块系统拓扑建模和仿真    王洪礼;陈阿莲;张承慧;

柴油机涡轮增压器模型的建立及应用    赵艳婷;殷勇;

直流电压可控的改进型动态电压恢复器的研究    彭祺;卓放;占奇志;王兆安;

基于广义分形维的功率变换器的混沌行为研究    温伟刚;萨殊利;王恒;

双环控制Boost变换器的双随机调制技术分析与仿真    王颢雄;王斌;王归新;崔景秀;

光伏发电系统用高效逆变器的研究    周光明;沈煜;张晋茂;麻凯恩;朱正菲;杜强;

ZVS Boost半桥DC/DC隔离变换器    赵清林;邬伟扬;张纯江;顾和荣;

一种降低Boost型变换器电磁干扰水平的峰值电流控制方法    赵坤;高金峰;吴振军;

含蓄电池储能的光伏并网发电系统的建模与仿真    董旭柱;雷金勇;饶宏;黄晓东;刘怡;李鹏;

服务硅产业 我市高校首开光伏专业    张舸

国内光伏行业四季度形势乐观    证券时报记者 尹振茂

照耀我 点亮你    本报记者 何晓亮

今年将是我国光伏市场的起飞元年    凯基证券台湾研究部研究员 梁姿娴

江苏光伏业面临新挑战    本报记者 王峻峰

英利:打造国际化一流光伏企业 十二五末产值突破三千亿    

汉龙“光伏帝国”梦    本报记者 彭戈

厂家嫌价低不愿卖电池板 部分光伏电场“晒太阳”    记者 李毅　见习记者 黄盛剑

友达推全球转换效率最高光伏组件    记者 王奇

成本下降需求恢复高增长 光伏产业发展空间巨大    渤海证券 崔健　江艳

Boost斩波型直驱式永磁风力发电系统功率变换器运行控制    耿强

直驱式永磁风力发电系统Boost斩波—三电平变换器控制    谷鑫

高功率因数DCM Boost PFC变换器的研究    姚凯

高效率高功率密度通信模块电源技术的研究    任小永

现代便携式设备中集成式电源管理的关键技术研究    娄佳娜

单级功率因数校正技术    许化民

现代便携式电子设备中低压高能效关键电路的设计与研究    孙越明

电源管理芯片的分析与设计    刘欣

现代集成DC-DC变换器的高效率控制技术研究    陈海

中功率单相AC/DC标准化及相关稳定性研究    吴新科

应用于直流微网的Boost-Buck光伏接口单元研究    张建利

伪连续导电模式Boost功率因数校正器研究    于海坤

Boost变换器并联工作特性的研究    王红亮

单电感双输出Buck-Boost电源管理芯片的设计    王菡

不对称双Boost型三相直流侧有源电力滤波器的研究    张鸿魁

带隔离变压器的Boost型三电平变换器研究    许奕伟

一款Boost型有源功率因数校正控制器芯片的设计    马晓辉

Boost-PFC电路拓扑和数字控制的研究    杨潮晖

电压可调型Boost白光LED驱动电路的仿真与设计    李晓茜

UPS用Buck-Boost无源无损软开关放电电路的研究    郭堃