單相光伏并網(wǎng)逆變器控制策略的研究

【摘要】：進入21世紀(jì),太陽能在發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用也已步入了一個新的高度,逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)最關(guān)鍵的環(huán)節(jié),是影響系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率的重要因素之一。因此,對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)逆變器控制方法的探討具有重大的意義,本文首先介紹當(dāng)前國內(nèi)外光伏發(fā)電及逆變器控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀,然后分析并網(wǎng)逆變器的工作原理,在此基礎(chǔ)上,針對單相兩級式并網(wǎng)逆變器的控制策略進行研究。本文的主要研究內(nèi)容具體如下:(1)運用單指數(shù)數(shù)學(xué)模型對光伏電池的輸出特性進行研究,對光伏電池等效電路中的各個參數(shù)分別建模分析,結(jié)合光伏電池廠商提供的電池基本參數(shù),詳細分析了光照及溫度等環(huán)境因素對光伏電池輸出特性的影響。(2)在對常用的MPPT優(yōu)缺點進行比較的基礎(chǔ)上,考慮到變步長電導(dǎo)增量法跟蹤精度高、Newton插值法跟蹤速度快的優(yōu)點,提出一種變步長電導(dǎo)增量法和Newton插值法相結(jié)合的改進算法,并詳細給出了該算法的步驟和應(yīng)用領(lǐng)域,通過仿真結(jié)果的對比,驗證了該算法的可行性。(3)針對光伏并網(wǎng)控制策略,詳細研究了傳統(tǒng)的電壓電流雙閉環(huán)控制策略的設(shè)計和建模過程,由于這種策略穩(wěn)定性欠佳,無法較好地實現(xiàn)無靜差跟蹤,在此基礎(chǔ)上提出一種重復(fù)-PI復(fù)合控制策略,并對兩種策略進行建模仿真,通過對比驗證,改進的控制策略具有有效性。最后以TMS320F2808芯片為基礎(chǔ),對并網(wǎng)逆變器的硬件電路及軟件流程進行了設(shè)計,通過最終的實驗結(jié)果對本文所提的策略進行了驗證。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 最大功率跟蹤 電導(dǎo)增量法 逆變器控制策略
【學(xué)位授予單位】：上海電機學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM615;TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 國外光伏發(fā)電及并網(wǎng)逆變器的發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 國內(nèi)光伏發(fā)電及并網(wǎng)逆變器的發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.3 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)概述及并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)15-17
• 1.4 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的分類與基本組成17-21
• 1.4.1 根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)功能分類17-18
• 1.4.2 根據(jù)光伏陣列分布的不同分類18-21
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容21-23
• 第二章 并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)分類及工作原理23-33
• 2.1 引言23
• 2.2 光伏并網(wǎng)逆變器的分類及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇23-27
• 2.2.1 按有無隔離變壓器分類23-24
• 2.2.2 按逆變器控制方式分類24-26
• 2.2.3 并網(wǎng)逆變器回路方式的選擇26-27
• 2.3 光伏并網(wǎng)逆變器主電路的工作原理27-32
• 2.3.1 前級Boost變換器27-31
• 2.3.2 后級全橋逆變器31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 光伏電池輸出特性研究與仿真分析33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 光伏電池的輸出特性33-35
• 3.2.1 光伏電池的等效電路33-34
• 3.2.2 光伏電池的單指數(shù)數(shù)學(xué)模型34-35
• 3.3 光伏電池輸出特性的環(huán)境影響因素35-36
• 3.4 基于單指數(shù)數(shù)學(xué)模型的光伏電池輸出特性仿真分析36-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第四章 光伏電池功率特性與算法研究43-53
• 4.1 引言43
• 4.2 光伏電池最大功率點跟蹤原理43-44
• 4.3 傳統(tǒng)的最大功率點跟蹤方法44-48
• 4.3.1 恒電壓跟蹤法44
• 4.3.2 電導(dǎo)增量法44-46
• 4.3.3 擾動觀察法46
• 4.3.4 Newton插值法46-48
• 4.4 基于傳統(tǒng)MPPT算法的改進與實現(xiàn)48-50
• 4.5 基于改進MPPT算法的仿真分析50-52
• 4.6 本章小結(jié)52-53
• 第五章 單相光伏發(fā)電系統(tǒng)SPWM技術(shù)及并網(wǎng)控制策略53-70
• 5.1 引言53
• 5.2 光伏并網(wǎng)逆變器的輸出控制方式53-54
• 5.3 光伏并網(wǎng)逆變器的常用控制策略54-56
• 5.4 SPWM技術(shù)56-58
• 5.5 具有電網(wǎng)電壓前饋補償環(huán)節(jié)的雙閉環(huán)SPWM控制策略58-64
• 5.5.1 電流內(nèi)環(huán)的設(shè)計58
• 5.5.2 電流內(nèi)環(huán)數(shù)學(xué)建模58-59
• 5.5.3 電網(wǎng)電壓的前饋控制59-61
• 5.5.4 電流環(huán)的PI控制61-62
• 5.5.5 電壓外環(huán)的設(shè)計62-64
• 5.6 基于單相光伏并網(wǎng)逆變器控制策略的改進64-66
• 5.7 基于單相光伏并網(wǎng)逆變器整體控制策略的仿真分析66-69
• 5.8 本章小結(jié)69-70
• 第六章 實驗系統(tǒng)設(shè)計與結(jié)果分析70-77
• 6.1 引言70
• 6.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計70-74
• 6.2.1 控制電路70-71
• 6.2.2 采樣電路71-73
• 6.2.3 驅(qū)動電路73-74
• 6.2.4 電源電路74
• 6.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計74-75
• 6.4 實驗結(jié)果分析75-76
• 6.5 本章小結(jié)76-77
• 第七章 總結(jié)與展望77-79
• 7.1 本文總結(jié)77
• 7.2 展望77-79
• 參考文獻79-83
• 致謝83-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果84

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