光伏离网逆变器研制及其PWM控制方法

【摘要】： 能源的大量消耗,各国都在加大对可再生能源开发的投入力度,但建立大型的光伏电站或风能电站需要庞大的占地面积和投资,且需要专人维护。中小型的光伏发电设备在离网设备中已有许多应用,如路灯,信号灯,发射机等。本课题拟设计一种光伏离网逆变器及其PWM控制方案,在实际应用过程中,可通过连接MPPT模块直接提供高质量的交流电能。 本文设计了光伏离网逆变器的硬件电路,利用无变压器的单相全桥拓扑结构,通过HPWM调制方式,在大幅降低输出波形中的谐波含量的同时降低开关器件上的损耗,改进的滤波器设计方法,综合考虑输出电流纹波和滤波电容的阻抗,在保证输出电压纹波较小的同时,减小了整个滤波器的体积,降低了成本。通过建立离网逆变器的仿真模型,完成了电压有效值闭环控制的参数计算,保证了输出电压具有较高的稳定性和动态响应特性,并采用直流电源供电,针对母线电压出现波动及负载突变等状态对单相离网逆变器的动态响应过程及稳态性能进行测试。通过引入重复控制器,对电压有效值闭环方法进行修正,保证输出电压在过零点时不会出现震荡现象。设计了带MPPT模块光伏离网逆变器的联机实验,对联机系统的启动、母线电压波动等进行测试。采用带有重复控制器的电压有效值闭环光伏离网逆变器的单体功率达到了5kVA。 本课题所做仿真和实际电路实验均验证了光伏离网器的可行性,在母线波动和负载突变时,整个系统输出电压是稳定的。 【关键词】：光伏离网逆变器 死区效应 滤波器设计 HPWM 逆变器建模
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 课题背景8-9
• 1.2 太阳能利用国内外现状9-11
• 1.3 光伏逆变器的国内外研究现状11-17
• 1.4 主要研究内容17-18
• 第2章 光伏离网逆变器及滤波器的硬件设计18-33
• 2.1 引言18-19
• 2.1.1 系统结构框图18
• 2.1.2 光伏离网逆变器的技术指标18-19
• 2.2 光伏离网逆变器主电路拓扑结构19-28
• 2.2.1 调制方式的确定19-20
• 2.2.2 主电路拓扑的选择20-21
• 2.2.3 主电路功率器件的选择21-22
• 2.2.4 直流侧电容容量的计算22-27
• 2.2.5 主电路硬件设计27-28
• 2.3 输出滤波器的参数设计28-30
• 2.4 检测电路及保护电路的设计30-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章 光伏逆变器建模及控制方法研究33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 HPWM离网全桥逆变器模型33-37
• 3.2.1 单相离网逆变器开环特性分析33-35
• 3.2.2 单相离网逆变器开环仿真结果及分析35-37
• 3.3 单相离网逆变器控制方法研究37-39
• 3.3.1 电压有效值闭环控制方法37-38
• 3.3.2 控制参数计算38-39
• 3.4 独立模式下实验结果及分析39-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 死区效应及其补偿方法研究43-50
• 4.1 引言43
• 4.2 死区效应及其影响43-46
• 4.2.1 逆变器死区效应机理分析43-44
• 4.2.2 死区效应造成的影响44-46
• 4.3 死区补偿策略的研究46-47
• 4.3.1 死区补偿方法简介46
• 4.3.2 典型死区补偿方法比较分析46-47
• 4.3.3 改进的死区补偿方法研究47
• 4.4 死区补偿方法的实现47-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第5章 大功率光伏离网逆变器系统设计50-56
• 5.1 引言50
• 5.2 光伏离网逆变器联机方案设计50-51
• 5.3 光伏离网逆变器联机控制方案实现51-52
• 5.4 实验结果及分析52-55
• 5.5 本章小结55-56
• 结论56-57
• 参考文献57-62
• 致谢62

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

IGBT的驱动与死区补偿    余鸣,陈其工

最新高效率光伏逆变器拓扑结构及功率器件介绍    Michael Frisch;Ern Temesi;韩军;陈道杰;

我国发展大规模非水可再生能源发电的前景    周孝信;曹一家;

逆变器数字多环控制技术研究    李俊林,熊健,康勇

6kV·A逆变器滞环调制与单极性SPWM倍频调制的比较    梅烨;石健将;何湘宁;

光伏逆变器-市场、技术和发展趋势    贺明智;冯轲;Bruno Burger;Werner Roth;

开关滞时对SPWM逆变器输出波形的影响    龚银河,刘丛立,汪梅

SPWM逆变器死区效应分析    程曙,徐国卿,许哲雄

单相SPWM逆变器的死区效应分析和补偿策略    李剑,康勇,陈坚

2008年IEEE PES学术会议新能源发电部分综述    李亚楼;周孝信;林集明;蒋宜国;孙德栋;

基于MATLAB的Buck/Boost直流变换器仿真    韩学民;

双踪太阳能光伏发电系统研究    张宝剑;高国红;

基于单极调制的正弦脉宽幅度调制光伏逆变器死区时间的研究    董志意;崔玉龙;卢冲;李连玉;

无变压器光伏并网逆变器的拓扑结构    沈友朋;宋平岗;

中小功率光伏逆变器用功率模块的发展及应用    龚熙国;胡兵;

单相SPWM逆变器死区效应计算及仿真研究    巩瑞春,郭荣祥

逆变器用SPWM波形发生器的设计    唐杰;邹爱;李胜刚;李伟;

基于Matlab/Simulink有源逆变电路的仿真    王辉;胡氢;

城市电网生命线工程规划    袁越;朱晨;李振杰;孟建忠;刘冯刚;

未来输电网架结构    杨冬;刘玉田;

太阳能光伏阵列的温度与红外特性分析    王培珍;

双馈风力发电系统中整流电路控制策略研究    张海光;沈艳霞;纪志成;周文晶;

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

新型单级Buck—Boost光伏逆变器的研究    吴铁洲;柏祎山;周杨;吴麟章;

基于电气专业基础课群的课程设计的研究    栾茹;王佳;岳云涛;

BondGraph在《电力电子变流技术》教学中的应用    帕孜来·马合木提;买买提热依木·阿布力孜;

智能电网关键技术探讨    孙振权;刘燕;刘自发;

大规模风电并网信息通信接入技术研究    靳洋;徐其春;李炜;张禹;樊建宇;马乐;

广州换流站直流电源系统的改造设计与实施    刘森;张海凤;

单相SPWM逆变器重复控制技术的仿真研究    郭荣祥;巩瑞春;袁红霞;

光伏产业国际竞争力研究    陈晓燕

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

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

异步电动机高频斩波串级调速系统模型及特性的研究    张军伟

资源型城市低碳转型机理与调控对策研究    孙秀梅

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

双PWM变换器协调控制研究    李光叶

基于IGCT的逆变技术若干应用问题研究    何人望

微网能量优化管理若干问题研究    徐立中

双馈感应风力发电机控制系统关键技术研究    高乐

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

永磁操动机构真空断路器新型智能控制器的研究与实现    王海潮

基于SCP范式中国光伏产业产业组织研究    黄欢

基于死区补偿的永磁同步电动机矢量控制系统研究    王文韬

GMM-FBG电流传感器及其应用技术    蒋松

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

直流偏磁对高压设备运行的影响及应对    曾广桥

采用能量吸收方法的电力线路节能器的研究    王二亮

三相光伏逆变器的数字化控制    陈文军

褐煤流化床热解特性的实验研究    陈勋瑜

一种新型的大功率高性能逆变电源控制方案    卢家林,苏彦民

电压型PWM逆变器输出误差分析及其补偿    陈硕,薛昭武

6kVA单相航空静止变流器研制    石健将,龚春英,严仰光,岳卫峰

逆变器单极性电流SPWM控制与滞环控制比较    朱军卫,龚春英

一种 IGBT 变频器死区时间的补偿策略    余功军,钟彦儒,杨耕

IGBT 驱动电路性能分析    尹海,李思海,张光东

我国热电联产的新发展    王振铭;

三相桥式逆变器关断缓冲电路的研究    陈益广,薛向党,郭晖

关于我国可再生能源发电的问题分析及对策研究    周篁

21世纪我国光伏产业发展战略思考    赵玉文

空间矢量法 SPWM 全数字化变频器的研制    周克亮,康勇,熊健,张凯,陈坚

200W准谐振DC-DC变换器    黄河,李继榜

无刷直流力矩电机驱动高性能伺服系统研究    汪木兰,顾绳谷

并网运行PWM逆变器的控制方式    陈国呈,孙承波,周勤利

TOPSwitch系列IC及其在电源系统中的应用    陈忠民,王宏新

新型电机控制芯片TMS320F240    都改欣,张培仁

利用PWM集成控制器控制的弧焊逆变器    孙宏国

面向管道全位置熔化极自动焊的新型微机控制系统    雷毅 ,彭旭东,许敬年,黄东升

微机电源智能化逆变系统的设计和应用    王杰

PWM可逆整流器的建模与系统仿真    张加胜,郝荣泰

PWM在高压除尘系统中的应用    刘海涛;段巍;李崇坚;朱春毅;

空间矢量和正弦PWM方法分析与比较    吴茂刚;赵荣祥;

加入零序分量的载波PWM调制方法的仿真研究    韦校飞;王林;

基于PWM有源逆变的船舶轴带发电机控制策略    刘以建;孙超;

基于内模控制的功率内环和电容能量外环的PWM整流器    周渊深;李雪龙;

基于无模型自适应控制的电压型PWM整流器研究    郭春华;汪同庆;

电压型PWM整流器交流电抗器设计与分析    陈骏峰;杨璇;徐金榜;沈安文;

PWM整流器新型控制策略研究    郑征;邹瑾;

基于前馈解耦的三相PWM整流器电流控制研究    钟炎平;

Research on Dual-PWM Variable-frequency Converter based on Current Predictive Control    

基于软件实现的PWM调光LED灯    四川 张川

用于LED灯亮度调节的PWM实现方式    广东 伏城

TI推出两款高效率PWM电源控制器    伊凡壹

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

中国光伏产业光耀全球    本报记者 鄂平玲　叶晓楠

世界光伏产业及市场发展概况    

太阳能交流模块逆变器及其控制技术的研究    谭光慧

双PWM变频器及其协调控制技术研究    郑征

电压型逆变器分布式控制并联关键技术研究    亓迎川

能量回馈型双PWM调速系统及其负荷群的协调控制研究    汪万伟

双PWM变换器协调控制研究    李光叶

配电网静止同步补偿器不平衡控制策略研究及系统设计    杨晓萍

用于变频调速装置的三相PWM整流器若干技术问题研究    尹忠刚

单相PWM整流器谐波电流抑制算法研究    高吉磊

数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用    杨金辉

三相电压型PWM整流器控制策略及应用研究    郑忠玖

光伏离网逆变器研制及其PWM控制方法    张迪

PWM逆变器供电对异步电动机铁芯损耗影响的研究    韩静静

三电平逆变器载波PWM方法的研究    王蒙蒙

PWM整流器及其非线性控制策略的研究    刘坤

基于空间矢量的PWM整流器的设计与实现    王海滨

可逆PWM整流器及其控制策略研究    谢晨

用于变频调速装置的前级PWM整流器控制策略研究    邵帅

三相大功率PWM整流器系统的研究    张晓峻

基于PWM整流器的交流调速系统的设计    张晓锋

控制参数对PWM整流器性能影响的研究    周倩