無源軟開關(guān)光伏微逆變系統(tǒng)控制策略的研究

【摘要】：在電力市場中,間歇性能源取代傳統(tǒng)化石能源是必然趨勢。然而,間歇性能源發(fā)電系統(tǒng)大規(guī)模并網(wǎng)不可避免會對電網(wǎng)產(chǎn)生不利影響,因此,近年國內(nèi)外專家和學者提出了分布式發(fā)電和微網(wǎng)的概念,致力于解決和協(xié)調(diào)新能源發(fā)電和大電網(wǎng)安全運行之間的矛盾。在光伏分布式發(fā)電和微網(wǎng)中,電力電子設備體積盡可能小,這對小功率光伏逆變器的開關(guān)頻率提出了很高的要求。當開關(guān)頻率很高的時候,會給逆變電路帶來較高的開關(guān)損耗和電磁干擾等等影響。為了解決這個問題,軟開關(guān)技術(shù)被應用到微逆變系統(tǒng)中,逐漸成為微逆變技術(shù)中的熱門研究方向。本文結(jié)合目前光伏微逆變系統(tǒng)的理論知識和關(guān)鍵技術(shù),提出了一種高效低成本的變頻軟開關(guān)光伏微逆變系統(tǒng),通過電路工作原理分析、數(shù)學建模、軟件平臺測試和硬件平臺測試,設計搭建了基于無源軟開關(guān)技術(shù)的單相和三相微逆變系統(tǒng)。通過本文的研究主要有以下成果：1、在微逆變系統(tǒng)的相關(guān)理論知識和軟開關(guān)逆變器的最新研究成果總結(jié)的基礎(chǔ)上,基于光伏陣列發(fā)電模型和特性,設計微逆變拓撲,提出一種高效低成本的變頻軟開關(guān)光伏微逆變系統(tǒng)。2、提出的光伏微逆變系統(tǒng)具有無需額外的功率元件和磁性元件特點,利用開關(guān)管的體電容和逆變橋側(cè)的電感諧振實現(xiàn)軟開關(guān),開關(guān)損耗降低的同時也節(jié)約了系統(tǒng)成本。3、在對不同逆變拓撲相配套的開關(guān)管軟開關(guān)控制方案進行對比分析的基礎(chǔ)上,選出實用性最高的控制方案。引入了阻尼的概念,對比了加入阻尼前后整個微逆變系統(tǒng)的工作情況。4、通過數(shù)學建模,軟件平臺和硬件平臺,實現(xiàn)了所提出的光伏微逆變系統(tǒng)單相三相并網(wǎng)控制,并通過仿真和實驗進行了驗證。5、研究結(jié)果表明,本文所提出的光伏微逆變器,不僅拓撲簡單,成本低廉,而且能夠高效穩(wěn)定地工作,具有重要實際應用價值。 【關(guān)鍵詞】：軟開關(guān) 變頻 微逆變器 并網(wǎng)控制
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM615;TM464
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-28
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 光伏發(fā)電并網(wǎng)現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 光伏并網(wǎng)逆變器研究進展14-15
• 1.2.3 光伏發(fā)電并網(wǎng)標準15-16
• 1.3 光伏微逆變系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)16-27
• 1.3.1 光伏微逆變系統(tǒng)常用結(jié)構(gòu)16-18
• 1.3.2 微逆變器并網(wǎng)控制策略18-20
• 1.3.3 軟開關(guān)逆變技術(shù)20-27
• 1.4 本文工作與研究內(nèi)容27-28
• 第二章 無源軟開關(guān)光伏微逆變系統(tǒng)工作原理和參數(shù)設計28-47
• 2.1 光伏陣列工程模型28-31
• 2.1.1 光伏陣列等效電路28-29
• 2.1.2 工程計算方法分析29
• 2.1.3 光伏陣列仿真設計29-31
• 2.2 軟開關(guān)電流控制模式31-35
• 2.3 系統(tǒng)電流控制35-40
• 2.3.1 邊界電流控制方式36
• 2.3.2 恒電流滯環(huán)控制方式36
• 2.3.3 變電流滯環(huán)控制方式36-37
• 2.3.4 控制方式比較分析37-40
• 2.4 三相光伏微逆變器并網(wǎng)輸出濾波器40-42
• 2.4.1 微逆變器并網(wǎng)濾波方式40-41
• 2.4.2 LCL濾波器參數(shù)設計41-42
• 2.5 并網(wǎng)電流控制方法42-43
• 2.6 鎖相環(huán)PLL設計43-45
• 2.7 本章小結(jié)45-47
• 第三章 無源光伏電流控制型軟開關(guān)單相微逆變系統(tǒng)47-56
• 3.1 單相微逆變系統(tǒng)建模47-48
• 3.2 電流環(huán)設計分析48-51
• 3.3 軟件仿真與硬件實驗51-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 第四章 無源變頻軟開關(guān)三相三環(huán)微逆變系統(tǒng)仿真56-72
• 4.1 三相三環(huán)微逆變系統(tǒng)建模56-60
• 4.2 三相雙電流環(huán)微逆變系統(tǒng)控制60-68
• 4.2.1 逆變橋側(cè)電感電流內(nèi)環(huán)控制61-65
• 4.2.2 電網(wǎng)側(cè)電流環(huán)控制65-66
• 4.2.3 直流側(cè)電壓環(huán)控制66-68
• 4.3 軟件仿真和硬件實驗68-71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 第五章 總結(jié)與展望72-74
• 5.1 總結(jié)72
• 5.2 展望72-74
• 參考文獻74-79
• 附錄 讀碩期間發(fā)表的論文79

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