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無變壓器結(jié)構(gòu)光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)浼翱刂蒲芯?/p>

來源:論文學(xué)術(shù)網(wǎng)
時間:2024-08-19 01:02:19
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無變壓器結(jié)構(gòu)光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)浼翱刂蒲芯俊菊浚航陙?光伏并網(wǎng)技術(shù)得到了快速發(fā)展,各種不同類型和功率等級的光伏系統(tǒng)相繼得以應(yīng)用。由于光伏發(fā)電組件的價格昂貴,在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)

【摘要】:近二十年來,光伏并網(wǎng)技術(shù)得到了快速發(fā)展,各種不同類型和功率等級的光伏系統(tǒng)相繼得以應(yīng)用。由于光伏發(fā)電組件的價格昂貴,在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時,要求并網(wǎng)逆變裝置應(yīng)盡可能地提高并網(wǎng)環(huán)節(jié)的效率、同時減小并網(wǎng)設(shè)備的體積和重量。而傳統(tǒng)并網(wǎng)逆變器為了保證并網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行,一般采用變壓器進(jìn)行電隔離,但變壓器的引入會使系統(tǒng)效率降低,體積和重量增加。因此,近年來多種新型的無變壓器光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)湎嗬^提出。與傳統(tǒng)光伏并網(wǎng)逆變器相比,新型逆變器具有更高的效率,更小的體積和重量。但是無變壓器拓?fù)湟泊嬖谄渥陨淼娜秉c(diǎn),即無變壓器系統(tǒng)的共模漏電流會對人身安全造成潛在危險。如何可靠抑制無變壓器結(jié)構(gòu)中的共模漏電流成為了一個研究難點(diǎn),對于共模漏電流產(chǎn)生原因、影響因素和漏電流大小的分析和計(jì)算方法還沒有人系統(tǒng)地進(jìn)行過分析和說明。 本文首次采用基爾霍夫定律在時域和復(fù)頻域下對光伏系統(tǒng)漏電流產(chǎn)生原理進(jìn)行了系統(tǒng)分析,提出了一套光伏系統(tǒng)共模漏電流分析和計(jì)算方法,為如何可靠抑制共模漏電流奠定了理論基礎(chǔ)。隨后,通過仿真和實(shí)驗(yàn)分析和比較了多種現(xiàn)有的新型無變壓器結(jié)構(gòu)光伏并網(wǎng)逆變器的共模漏電流,同時對于這些拓?fù)涫状卫肞LECS功率仿真模塊仿真并通過實(shí)驗(yàn),給出了新型拓?fù)涞钠骷p耗分布圖及效率比較圖。在損耗分布圖繪制過程中,作者發(fā)現(xiàn)當(dāng)采用Active NPC拓?fù)鋾r,如果采用不同的PWM策略,器件的開關(guān)損耗分布也會隨之改變,基于此作者在第五章中提出了“功率損耗分布可調(diào)”的PWM調(diào)制方法,可使Active NPC拓?fù)涞钠骷p耗分布均衡,克服了傳統(tǒng)NPC拓?fù)淦骷p耗分布不均的缺點(diǎn)。 另外,在作者前期工作中,發(fā)現(xiàn)在單相并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)電流控制中,當(dāng)采用比例積分(PI)控制時,電流無法無誤差地追蹤正弦電流指令,實(shí)際電流值與指令值之間具有一定的相位誤差。在論文并網(wǎng)控制部分中,作者通過使用一種新型比例諧振控制器(PR)實(shí)現(xiàn)了對單相逆變器并網(wǎng)電流的無誤差控制。隨后作者又成功地將PR控制器應(yīng)用到三相靜止坐標(biāo)系電流控制中,為了進(jìn)一步提高三相并網(wǎng)逆變器的響應(yīng)速度,作者在原有控制方法的基礎(chǔ)上,提出了一種帶有比例系數(shù)的正序網(wǎng)壓前饋控制方法,其良好的動態(tài)響應(yīng)特性和控制特性得到了仿真及實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。 綜上,本篇論文在原理分析,拓?fù)溲芯?并網(wǎng)控制三個方面提出了自己新的觀點(diǎn),均得到了仿真及實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。 【關(guān)鍵詞】:光伏并網(wǎng)系統(tǒng) 無變壓器結(jié)構(gòu) 共模漏電流 逆變器拓?fù)?/strong> 效率 開關(guān)損耗分布 并網(wǎng)控制策略
【學(xué)位授予單位】:北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2011
【分類號】:TM464
【目錄】:
  • 致謝5-6
  • 摘要6-7
  • ABSTRACT7-9
  • 9-15
  • 第一章 引言15-23
  • 1.1 選題背景15-16
  • 1.2 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀16-20
  • 1.2.1 國外光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀16-18
  • 1.2.2 國內(nèi)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀18-19
  • 1.2.3 光伏并網(wǎng)逆變器產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀19-20
  • 1.3 光伏并網(wǎng)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的展望20-21
  • 第一章 參考文獻(xiàn)21-23
  • 第二章 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其并網(wǎng)逆變器拓?fù)浼夹g(shù)分析23-43
  • 2.0 章序23
  • 2.1 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)23-26
  • 2.1.1 集中式拓?fù)?/span>23-24
  • 2.1.2 鏈?zhǔn)酵負(fù)浼岸嘀劓準(zhǔn)酵負(fù)?/span>24-26
  • 2.1.3 AC模塊式拓?fù)浼癏橋級聯(lián)式拓?fù)?/span>26
  • 2.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)及無變壓器結(jié)構(gòu)拓?fù)?/span>26-34
  • 2.2.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)26-29
  • 2.2.2 傳統(tǒng)隔離變壓器結(jié)構(gòu)拓?fù)浼八嬖诘膯栴}29-32
  • 2.2.3 現(xiàn)有無隔離變壓器結(jié)構(gòu)拓?fù)浼八嬖诘膯栴}32
  • 2.2.4 有/無隔離變壓器結(jié)構(gòu)拓?fù)浔容^以及待解決問題32-34
  • 2.3 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)其他相關(guān)問題34-36
  • 2.3.1 最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制34-35
  • 2.3.2 孤島/并網(wǎng)運(yùn)行35-36
  • 2.4 本文選題與主要研究內(nèi)容36-38
  • 第二章 參考文獻(xiàn)38-43
  • 第三章 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)共模漏電流分析43-63
  • 3.0 章序43
  • 3.1 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)分布電容43-46
  • 3.1.1 分布電容的位置及其產(chǎn)生原理43-45
  • 3.1.2 分布電容的作用原理45-46
  • 3.2 共模電壓與共模漏電流分析46-57
  • 3.2.1 共模漏電流分析46-51
  • 3.2.2 共模漏電流FFT計(jì)算分析及分布電容影響51-57
  • 3.3 雙極性PWM調(diào)制無變壓器結(jié)構(gòu)光伏并網(wǎng)逆變器57-59
  • 3.3.1 雙極性PWM調(diào)制57-58
  • 3.3.2 雙極性PWM調(diào)制的缺點(diǎn)58-59
  • 3.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證59-60
  • 3.5 本章小結(jié)60-61
  • 第三章 參考文獻(xiàn)61-63
  • 第四章 新型無變壓器結(jié)構(gòu)光伏并網(wǎng)逆變器63-95
  • 4.0 章序63
  • 4.1 H橋改進(jìn)型拓?fù)?/span>63-80
  • 4.1.1 傳統(tǒng)H橋無變壓器結(jié)構(gòu)拓?fù)?/span>63-66
  • 4.1.2 直流側(cè)旁路全橋拓?fù)?/span>66-70
  • 4.1.3 高效率可靠性逆變器拓?fù)?/span>70-74
  • 4.1.4 H5拓?fù)?/span>74-77
  • 4.1.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證77-79
  • 4.1.6 H橋拓?fù)浔容^79-80
  • 4.2 中性點(diǎn)鉗位(NPC)改進(jìn)型拓?fù)?/span>80-90
  • 4.2.1 傳統(tǒng)中性點(diǎn)鉗位(NPC)拓?fù)?/span>80-83
  • 4.2.2 Conergy NPC拓?fù)?/span>83-86
  • 4.2.3 Active NPC拓?fù)?/span>86-87
  • 4.2.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證87-90
  • 4.3 本章小結(jié)90
  • 第四章 參考文獻(xiàn)90-92
  • 第四章 附錄A 實(shí)驗(yàn)設(shè)備92-93
  • 第四章 附錄B PLECS仿真開關(guān)模型93-95
  • 第五章 并網(wǎng)Active NPC拓?fù)涞腜WM策略95-113
  • 5.0 章序95
  • 5.1 傳統(tǒng)ACTIVE NPC拓?fù)銹WM策略95-97
  • 5.2 DF ACTIVE NPC PWM策略97-101
  • 5.3 ALD ACTIVE NPC PWM策略101-111
  • 5.3.1 ALD PWM策略101-104
  • 5.3.2 ALD PWM調(diào)制方法104-107
  • 5.3.3 ALD PWM策略仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果107-111
  • 5.3.4 ALD PWM策略綜述111
  • 5.4 本章小結(jié)111-112
  • 第五章 參考文獻(xiàn)112-113
  • 第六章 光伏并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)控制策略研究113-141
  • 6.0 章序113-114
  • 6.1 單相光伏并網(wǎng)逆變器總體控制策略概述114-116
  • 6.1.1 雙級式光伏并網(wǎng)逆變器控制策略114-115
  • 6.1.2 單級式光伏并網(wǎng)逆變器控制策略115-116
  • 6.1.3 單級式與雙級式并網(wǎng)逆變器控制方法比較116
  • 6.2 單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)電流控制116-125
  • 6.2.1 傳統(tǒng)網(wǎng)壓前饋比例積分控制117-118
  • 6.2.2 電流環(huán)比例諧振(PR)控制118-119
  • 6.2.3 性能比較119-123
  • 6.2.4 PR控制器算法實(shí)現(xiàn)123-124
  • 6.2.5 單相并網(wǎng)電流控制實(shí)驗(yàn)124-125
  • 6.3 三相光伏并網(wǎng)PR電流控制中的網(wǎng)壓前饋問題分析125-135
  • 6.3.1 三相靜止坐標(biāo)系(α-β)中的PR并網(wǎng)電流控制126-129
  • 6.3.2 網(wǎng)壓前饋問題分析及仿真129-132
  • 6.3.3 三相并網(wǎng)電流控制實(shí)驗(yàn)132-135
  • 6.4 本章小結(jié)135-136
  • 第六章 參考文獻(xiàn)136-138
  • 第六章 附錄A 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)框圖138-139
  • 第六章 附錄B 濾波器設(shè)計(jì)參數(shù)139-141
  • 第七章 結(jié)論141-145
  • 7.1 全文工作總結(jié)141-142
  • 7.2 博士期間發(fā)表論文、專利情況142-143
  • 7.3 后續(xù)工作展望143-145
  • 關(guān)鍵詞索引145-147
  • 作者簡歷147-151
  • 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集151


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