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太陽能光伏并網(wǎng)逆變器及孤島檢測(cè)技術(shù)的研究

來源:論文學(xué)術(shù)網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-18 22:03:50
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太陽能光伏并網(wǎng)逆變器及孤島檢測(cè)技術(shù)的研究【摘要】:隨著能源危機(jī)和由傳統(tǒng)能源帶來的日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,開發(fā)和利用各種可再生能源和綠色能源受到越來越多的重視。太陽能以其取之不盡、用

【摘要】:隨著能源危機(jī)和由傳統(tǒng)能源帶來的日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,開發(fā)和利用各種可再生能源和綠色能源受到越來越多的重視。太陽能以其取之不盡、用之不竭、清潔無污染的優(yōu)點(diǎn)受到各國(guó)的重視。伴隨太陽能電池和電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步,光伏發(fā)電已不僅是當(dāng)今能源的一個(gè)重要補(bǔ)充,更具備成為未來主要替代能源的潛力。通過光伏并網(wǎng)系統(tǒng)將太陽能轉(zhuǎn)換為電能,然后將電能輸送到電網(wǎng)上,是太陽能利用的主要形式。 本文以光伏并網(wǎng)系統(tǒng)為研究對(duì)象,對(duì)光伏模型及光伏系統(tǒng)特性進(jìn)行了研究,對(duì)其中的光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤方法、集成無功補(bǔ)償技術(shù)的綜合控制策略以及并網(wǎng)系統(tǒng)中的孤島狀態(tài)檢測(cè)方法等問題進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。通過分析太陽能電池的伏安特性,可以看出太陽能電池具有非線性特性,輸出功率受環(huán)境溫度和光照強(qiáng)度的共同影響。為了使太陽能電池能夠最大效率地將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,需要對(duì)其進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤。孤島檢測(cè)是光伏發(fā)電并網(wǎng)必備的功能,能夠快速檢測(cè)出孤島狀態(tài),同時(shí)又盡量減少對(duì)電網(wǎng)的不良影響。本文對(duì)孤島效應(yīng)的含義及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了介紹,分析了孤島效應(yīng)的產(chǎn)生原因和檢測(cè)原理,綜合常用孤島檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn),在此基礎(chǔ)上提出了給定電流幅值偏移的孤島檢測(cè)方法,該方法對(duì)電網(wǎng)影響很小,在理論上消除了盲區(qū),實(shí)現(xiàn)起來方便簡(jiǎn)單,效果良好。仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提的孤島檢測(cè)方法的有效性和快速性。本文結(jié)合光伏并網(wǎng)系統(tǒng)特性建立了一個(gè)包含光伏電池工作電壓控制、最大功率點(diǎn)跟蹤、無功補(bǔ)償功能的三相并網(wǎng)系統(tǒng),仿真結(jié)果驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性。 為了簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì)、降低調(diào)試成本,本文探索用運(yùn)放模擬電路來模擬實(shí)際的光伏逆變系統(tǒng)。首先分析了運(yùn)放模擬電路的工作原理,并進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo),繼而在雙電流環(huán)逆變器模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)由運(yùn)放模擬電路構(gòu)成的逆變系統(tǒng)來模擬真實(shí)的光伏逆變系統(tǒng),仿真結(jié)果驗(yàn)證了運(yùn)放模擬電路的可靠性。根據(jù)仿真電路設(shè)計(jì)運(yùn)放模擬電路原理圖并制作PCB電路板,以TMS320F28335控制芯片為主控制器,將DSP控制板與運(yùn)放模擬電路板相連接,利用CCS studio集成開發(fā)環(huán)境編寫相應(yīng)的DSP控制算法,對(duì)運(yùn)放模擬電路進(jìn)行了硬件調(diào)試實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了運(yùn)放模擬電路的有效性和實(shí)用性。 【關(guān)鍵詞】:光伏并網(wǎng)系統(tǒng) 孤島檢測(cè) DSP 最大功率點(diǎn)跟蹤 運(yùn)放電路模型
【學(xué)位授予單位】:山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類號(hào)】:TM615;TM464
【目錄】:
  • 摘要8-9
  • ABSTRACT9-11
  • 符號(hào)說明11-12
  • 第1章 緒論12-18
  • 1.1 太陽能資源12-13
  • 1.2 世界光伏發(fā)電的起源和現(xiàn)狀13-14
  • 1.3 中國(guó)光伏發(fā)電的歷史和現(xiàn)狀14-15
  • 1.4 光伏發(fā)電中的一些常見問題15-16
  • 1.5 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的前景16-17
  • 1.6 本文所做的主要工作17-18
  • 第2章 光伏并網(wǎng)模型及最大功率點(diǎn)跟蹤18-35
  • 2.1 建立光伏發(fā)電物理模型18-21
  • 2.1.1 光伏電池電路模型18
  • 2.1.2 光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型18-20
  • 2.1.3 光伏電池輸出特性20-21
  • 2.2 最大功率點(diǎn)跟蹤21-24
  • 2.2.1 最大功率跟蹤的必要性21
  • 2.2.2 恒電壓跟蹤法21-22
  • 2.2.3 擾動(dòng)觀察法22-24
  • 2.2.4 電導(dǎo)增量法24
  • 2.3 基于Boost電路實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤24-28
  • 2.3.1 基本原理24-27
  • 2.3.2 變步長(zhǎng)最大功率點(diǎn)跟蹤算法27-28
  • 2.4 單相鎖相環(huán)設(shè)計(jì)28-31
  • 2.5 單相雙電流環(huán)逆變器參數(shù)設(shè)計(jì)31-35
  • 第3章 孤島檢測(cè)方法及盲區(qū)描述35-53
  • 3.1 孤島檢測(cè)的背景與意義35-36
  • 3.2 主動(dòng)式檢測(cè)方法原理與仿真36-43
  • 3.2.1 有源頻率偏移法36-38
  • 3.2.2 滑模頻率偏移法38-41
  • 3.2.3 輸出電流幅值擾動(dòng)法41-42
  • 3.2.4 其他方法簡(jiǎn)介42-43
  • 3.3 給定電流幅值偏移的孤島檢測(cè)方法43-47
  • 3.4 孤島檢測(cè)的盲區(qū)描述方法47-52
  • 3.4.1 盲區(qū)分析的必要性47
  • 3.4.2 負(fù)載基本參數(shù)47-48
  • 3.4.3 盲區(qū)描述坐標(biāo)系48-52
  • 3.5 本章小結(jié)52-53
  • 第4章 三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真53-70
  • 4.1 三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)53-54
  • 4.2 LCL濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)54-57
  • 4.3 系統(tǒng)控制參數(shù)設(shè)計(jì)57-64
  • 4.3.1 基本原理57-59
  • 4.3.2 直流側(cè)電壓控制59-61
  • 4.3.3 電壓調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)61-62
  • 4.3.4 電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)62-63
  • 4.3.5 無功補(bǔ)償模塊63-64
  • 4.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖64-65
  • 4.5 仿真與結(jié)果65-69
  • 4.6 本章小結(jié)69-70
  • 第5章 光伏逆變器的運(yùn)放模擬電路實(shí)現(xiàn)70-87
  • 5.1 運(yùn)放模擬電路70-76
  • 5.1.1 運(yùn)放替代主電路的理論推導(dǎo)70-75
  • 5.1.2 運(yùn)放電路與原電路的仿真對(duì)比75-76
  • 5.2 運(yùn)放模擬電路板設(shè)計(jì)76-82
  • 5.2.1 模擬信號(hào)調(diào)理電路76-78
  • 5.2.2 過壓保護(hù)電路78
  • 5.2.3 數(shù)字鎖相環(huán)設(shè)計(jì)78-79
  • 5.2.4 運(yùn)放模擬電路硬件結(jié)構(gòu)圖79-82
  • 5.3 控制系統(tǒng)與程序初始化設(shè)置82-83
  • 5.3.1 控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介82
  • 5.3.2 初始化程序設(shè)計(jì)82-83
  • 5.4 運(yùn)放模擬電路孤島檢測(cè)實(shí)驗(yàn)83-86
  • 5.5 本章小結(jié)86-87
  • 第6章 總結(jié)與展望87-89
  • 6.1 主要內(nèi)容總結(jié)87-88
  • 6.2 進(jìn)一步工作88-89
  • 參考文獻(xiàn)89-93
  • 致謝93-94
  • 在讀期間發(fā)表論文及參與的科研項(xiàng)目94-95
  • 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表95


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基于dq變換和正反饋的孤島效應(yīng)檢測(cè)策略    魏明;康強(qiáng);

帶正反饋的主動(dòng)移頻孤島檢測(cè)法的參數(shù)優(yōu)化    劉方銳;康勇;張宇;段善旭;

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多機(jī)光伏并網(wǎng)逆變器的孤島檢測(cè)技術(shù)    劉方銳;段善旭;康勇;張宇;

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在負(fù)功率下四象限變頻器的DTC直接轉(zhuǎn)矩控制的應(yīng)用    劉春英;朱兵;

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我國(guó)中遠(yuǎn)期石油補(bǔ)充與替代能源發(fā)展戰(zhàn)略研究    嚴(yán)陸光;陳俊武;周鳳起;趙忠賢;翟光明;謝克昌;匡廷云;何祚庥;衣寶廉;吳承康;蔡睿賢;陳勇;白克智;毛宗強(qiáng);歐陽明高;劉振宇;黃常綱;

我國(guó)大規(guī)??稍偕茉椿嘏c技術(shù)的發(fā)展研究    嚴(yán)陸光;夏訓(xùn)誠(chéng);周鳳起;趙忠賢;劉東生;匡廷云;張新時(shí);周孝信;李燦;朱瑞兆;陳勇;白克智;陸天虹;孔力;胡學(xué)浩;許洪華;趙黛青;呂紹勤;黃常綱;

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電壓型變換器拋物線法電流控制技術(shù)研究    王廣柱

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電能反饋式電子模擬功率負(fù)載的研制    勞群芳

可再生能源并網(wǎng)逆變器的研究    汪飛

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基于DSP控制的交流電子負(fù)載的研究    楊超

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基于DSP的單相光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)    吳振宇;耿興華;馮林;趙亮;

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)勵(lì)磁涌流抑制方法研究    蘇小玲;韓民曉;劉海軍;

基于DSP的小功率光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)    楊軍;金新民;童亦斌;

基于DSP的小功率光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)    楊軍;金新民;童亦斌;

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基于DSP的光伏并網(wǎng)逆變器研究    謝子青;

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電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)器(UPQC)及其控制策略研究    張國(guó)榮

Z-源變流器關(guān)鍵技術(shù)的研究    丁新平

基于Z源網(wǎng)絡(luò)的三端口光伏系統(tǒng)研究    高志強(qiáng)

PWM整流器及其控制策略的研究    張興

獨(dú)立光伏系統(tǒng)中蓄電池管理的研究    歐陽名三

光伏并網(wǎng)控制方法和系統(tǒng)的研究    汪進(jìn)進(jìn)

嵌入式網(wǎng)關(guān)研究及在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用    劉昊鈺

LCL型單相光伏并網(wǎng)逆變器控制策略的研究    張小娥

基于DSP+FPGA的三電平光伏并網(wǎng)逆變器控制研究    張軍

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其控制策略的研究    李征

單相光伏并網(wǎng)逆變器的研制    張凌

光伏發(fā)電系統(tǒng)直流變換器的研究    郭潤(rùn)睿

三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其控制算法研究    王健

光伏并網(wǎng)逆變器及其仿真研究    吳海濤

三相光伏并網(wǎng)逆變器的研究    劉立強(qiáng)