并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變控制的研究與實現(xiàn)

【摘要】：近年來,光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)得到大力發(fā)展,光伏并網(wǎng)逆變器作為并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一,其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇以及逆變控制方法的設(shè)計對系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行起到至關(guān)重要的作用。本文研究了一種基于LCL型濾波器的并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng),集中研究系統(tǒng)硬件電路設(shè)計以及并網(wǎng)逆變控制技術(shù)。主要內(nèi)容有:論文根據(jù)系統(tǒng)采用的單相兩級式非隔離型結(jié)構(gòu),建立了逆變電路和濾波電路的數(shù)學(xué)模型,分別設(shè)計了基于IPM的功率電路以及基于DSP的信號處理電路。功率電路采用IPM器件,大大提高了系統(tǒng)的可靠性以及穩(wěn)定性,而采用LCL型濾波器,則提高了系統(tǒng)對高頻諧波成分的濾除性能。信號處理電路部分給出一個硬件保護與故障鎖存模塊,提升了系統(tǒng)對電路故障的快速處理能力。論文基于MATLAB仿真平臺設(shè)計了系統(tǒng)并網(wǎng)控制方案。根據(jù)建立的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,設(shè)計了并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)、直流電壓外環(huán)的雙閉環(huán)并網(wǎng)控制系統(tǒng),電流內(nèi)環(huán)主要實現(xiàn)對參考并網(wǎng)電流的快速跟蹤,電壓外環(huán)則提高了系統(tǒng)的抗擾動性。給出了一種基于PI控制器與諧振控制器復(fù)合的電流內(nèi)環(huán)控制策略,有效地提高了系統(tǒng)對參考電流的跟蹤效果,大大提高了系統(tǒng)的動靜態(tài)性能。論文研究了LCL型濾波器諧振峰抑制方法,給出了一種通過在濾波器電容支路上串聯(lián)電阻的無源阻尼法,抑制效果明顯。而鑒于無源阻尼法會給系統(tǒng)帶來額外損耗的缺陷,給出一種采用基于虛擬阻尼的有源阻尼法,同樣可以實現(xiàn)諧振峰的抑制目的。為了提高系統(tǒng)鎖相速度與精度,提出一種基于PI控制器的變步長軟件鎖相方法。通過仿真實驗驗證了方法的可行性。論文完成了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計、制作與調(diào)試、給出了完整的測試結(jié)果。實驗結(jié)果驗證了本文硬件電路設(shè)計以及并網(wǎng)逆變控制方法的可靠性。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 并網(wǎng)逆變器 雙閉環(huán)控制 LCL型濾波器 鎖相環(huán)
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)12-13
• 1.4 本文研究內(nèi)容13-14
• 第二章 系統(tǒng)拓?fù)溥x擇與工作原理分析14-32
• 2.1 并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)14-17
• 2.1.1 隔離型系統(tǒng)14-15
• 2.1.2 非隔離型系統(tǒng)15-17
• 2.2 光伏并網(wǎng)逆變器電路結(jié)構(gòu)17-24
• 2.2.1 逆變電路18-22
• 2.2.2 濾波電路22-24
• 2.3 光伏并網(wǎng)逆變器關(guān)鍵技術(shù)24-31
• 2.3.1 脈寬調(diào)制技術(shù)24-30
• 2.3.2 并網(wǎng)逆變技術(shù)30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 光伏發(fā)電系統(tǒng)硬件電路設(shè)計32-44
• 3.1 全橋逆變電路設(shè)計32-36
• 3.1.1 功率開關(guān)管的選擇32-33
• 3.1.2 IPM外圍電路設(shè)計33-36
• 3.2 LCL型濾波電路設(shè)計36-40
• 3.2.1 參數(shù)設(shè)計的原則36-37
• 3.2.2 濾波器參數(shù)設(shè)計37-40
• 3.3 控制電路設(shè)計40-43
• 3.3.1 故障鎖存電路設(shè)計40-41
• 3.3.2 采樣調(diào)理電路設(shè)計41-42
• 3.3.3 過零檢測電路設(shè)計42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 光伏并網(wǎng)控制系統(tǒng)的設(shè)計44-63
• 4.1 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計44-52
• 4.1.1 控制器的分析44-47
• 4.1.2 控制系統(tǒng)設(shè)計47-52
• 4.2 濾波器諧振抑制技術(shù)52-55
• 4.3 并網(wǎng)逆變器鎖相技術(shù)55-58
• 4.4 系統(tǒng)仿真與分析58-61
• 4.4.1 仿真模型搭建58-59
• 4.4.2 仿真結(jié)果分析59-61
• 4.5 本章小結(jié)61-63
• 第五章 光伏發(fā)電系統(tǒng)實驗結(jié)果63-73
• 5.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計63-66
• 5.2 系統(tǒng)平臺的搭建66-68
• 5.3 實驗波形的分析68-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 參考文獻75-77
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文77-78
• 致謝78

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