单相非隔离型光伏并网逆变器的研究

【摘要】：根据21世纪初的关于世界能源储存数据的调查显示,能源危机已经在人类面前展露无疑。全球石油能源的大量开发和使用,是造成大气污染和其他类型环境污染与生态破坏的主要原因之一。而太阳能作为一种具有无穷无尽且对环境几乎不产生或产生很少的污染特点的新型可再生能源,无论是从人类社会走可持续发展之路和保护人类赖以生存的地球生态环境的高度来审视,还是从特殊用途解决现实能源供应问题出发,开发利用太阳能都具有重大战略意义~([1])。 本文研究的主要课题是单相非隔离型光伏并网发电系统,着重从成本、可靠性和效率的角度出发,对光伏并网逆变器系统的各级控制策略进行设计和深入研究。首先针对最大功率点跟踪的传统控制策略难以确定适合跟踪步长的问题,提出了一种基于模糊控制理论适时改变跟踪步长的最大功率点跟踪控制策略,它较传统定步长扰动观察法(PO)能有效减小最大功率点附近振荡功率损耗,且具有能兼顾跟踪精度和响应速度的优点,显著提高系统跟踪效率。其次,深入分析了目前几种广泛用于光伏并网逆变器后级逆变系统的控制方法,提出了PI增量式控制算法,建立系统模型。最终,在MATLAB/SIMUlink上搭建300W小功率的单相非隔离型光伏逆变器模型对系统控制策略进行了验证。 【关键词】：太阳能 光伏并网 逆变器 最大功率点跟踪 PI控制
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 引言8-13
• 1.1 课题的目的及意义8-10
• 1.2 国内外发展现状与趋势10-11
• 1.3 本文所做的主要工作11-13
• 第2章 系统的总体设计及工作原理13-29
• 2.1 太阳能光伏发电系统简介13-14
• 2.2 太阳能光伏并网逆变系统的总体设计14-20
• 2.2.1 逆变器的分类14-16
• 2.2.2 主电路的拓扑结构16-17
• 2.2.3 逆变器的隔离方式17-19
• 2.2.4 系统总体方案19-20
• 2.3 系统的工作原理20-28
• 2.3.1 DC-DC 级升压电路20-26
• 2.3.2 DC-AC 级全桥逆变电路26
• 2.3.3 系统工作状态研究26-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 光伏电池最大功率点跟踪控制29-49
• 3.1 光伏电池的基本原理及特性29-36
• 3.1.1 光伏电池的基本原理29-30
• 3.1.2 光伏电池分类30-31
• 3.1.3 光伏电池特性31-36
• 3.2 光伏电池最大功率点跟踪36-42
• 3.2.1 最大功率跟踪的原理36
• 3.2.2 最大功率跟踪的方法36-42
• 3.3 模糊控制法的最大功率点跟踪算法的实现42-47
• 3.4 本章小结47-49
• 第4章 逆变器的控制策略研究与分析49-57
• 4.1 并网逆变器控制策略研究与分析49-52
• 4.1.1 空间矢量电流控制方式50
• 4.1.2 逆变器滞环控制方式50-51
• 4.1.3 三角波比较方式51-52
• 4.2 光伏并网逆变器控制策略的选定52-56
• 4.2.1 并网电流闭环控制系统数学模型53-54
• 4.2.2 电网电压前馈补偿54-55
• 4.2.3 PI 控制算法55-56
• 4.3 本章小结56-57
• 第5章 系统实验仿真57-71
• 5.1 系统技术指标57
• 5.2 DC-DC 级升压电路主要参数设计57-60
• 5.3 DC-AC 级电路的参数设计60-62
• 5.4 仿真实验与结果分析62-70
• 5.5 本章小结70-71
• 第6章 总结与展望71-72
• 参考文献72-75
• 致谢75-76
• 附录76

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