微型并網(wǎng)光伏逆變器相關(guān)技術(shù)及效率研究

【摘要】：近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,能源危機(jī)成為人類目前急需解決的重大難題。因此,可再生能源的開發(fā)與利用變得越來越重要。太陽(yáng)能以其清潔性、充足性、安全性,廣泛性等特性獲得了廣闊的發(fā)展前景。光伏逆變器是光伏發(fā)電技術(shù)中的一個(gè)重要組成部分,根據(jù)不同的功能和用途具有不同的類型。其中微型并網(wǎng)逆變器因其在功率密度,轉(zhuǎn)換效率,可靠性等方面的優(yōu)勢(shì)而成為研究的熱點(diǎn)。本文的主要任務(wù)是對(duì)微型并網(wǎng)光伏逆變器設(shè)計(jì)中所涉及的主要相關(guān)技術(shù)進(jìn)行理論和算法分析,軟件編寫和硬件實(shí)現(xiàn),并對(duì)效率進(jìn)行研究。為了最終的硬件實(shí)現(xiàn),首先設(shè)計(jì)和搭建了硬件電路,電路結(jié)構(gòu)采用了高頻變壓器隔離的DC/DC-DC/AC兩級(jí)能量變換結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)具有隔離好,體積相對(duì)較小,控制相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。在控制方面創(chuàng)新性的采用了雙DCS的控制策略,不僅簡(jiǎn)化了控制策略的復(fù)雜程度,提高了控制的精度和可靠性,而且實(shí)現(xiàn)了真正意義上的完全電氣隔離。本文所完成的主要相關(guān)技術(shù)如下：(1)軟開關(guān)控制算法：采用軟開關(guān)控制主功率管的導(dǎo)通與關(guān)斷,實(shí)現(xiàn)了主功率管的零電壓開通,減小了功率管的開關(guān)損耗。(2)并網(wǎng)技術(shù)及PLL算法：采用了基于d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的純軟件鎖相算法。在相位追蹤鎖定的過程中采用了變步長(zhǎng)的控制策略,并自定義了不同情況下的不同步長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)了相位的快速鎖定,相位鎖定準(zhǔn)確、穩(wěn)定,并具有一定的抗干擾能力。(3)電壓鉗位控制：采用了傳統(tǒng)的數(shù)字增量式PI調(diào)節(jié)算法實(shí)現(xiàn)了主功率管的漏源極電壓鉗位,既防止了主功率管關(guān)斷時(shí)的瞬間高壓對(duì)主功率管造成損害,又使漏感能量得到了吸收回饋。(4)最大功率點(diǎn)追蹤算法：采用了一種無需電流檢測(cè)的最大功率點(diǎn)追蹤算法,具體控制策略采用了導(dǎo)納增量法。 【關(guān)鍵詞】：光伏 逆變器 雙DSC 軟開關(guān) 并網(wǎng) 最大功率點(diǎn)追蹤
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM464;TM615
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.1.1 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r10-11
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r11
• 1.2 微型并網(wǎng)光伏逆變器主要技術(shù)研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 MPPT技術(shù)及算法的研究11-12
• 1.2.2 鎖相技術(shù)及算法的研究12-14
• 1.3 本文的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)14-15
• 1.3.1 論文的主要工作14
• 1.3.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)14-15
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)15-18
• 第二章 系統(tǒng)方案與硬件電路設(shè)計(jì)18-24
• 2.1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)18-19
• 2.2 硬件電路設(shè)計(jì)19-22
• 2.2.1 DC/DC模塊20
• 2.2.2 DC/AC模塊20-21
• 2.2.3 漏感能量吸收回饋電路21-22
• 2.3 雙DSC控制策略22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 相關(guān)技術(shù)理論分析24-42
• 3.1 逆變控制策略和軟開關(guān)控制算法24-33
• 3.1.1 逆變控制策略24-26
• 3.1.2 軟開關(guān)控制算法26-27
• 3.1.3 連續(xù)電流模式27-28
• 3.1.4 斷續(xù)電流模式28-29
• 3.1.5 臨界連續(xù)電流模式29
• 3.1.6 漏感分析29-30
• 3.1.7 諧振分析30-31
• 3.1.8 軟開關(guān)算法31-33
• 3.2 并網(wǎng)技術(shù)及PLL算法33-35
• 3.2.1 連續(xù)時(shí)間信號(hào)鎖相原理33-34
• 3.2.2 離散時(shí)間序列鎖相原理34
• 3.2.3 φ`[n]的變步長(zhǎng)控制34-35
• 3.2.4 參數(shù)的選取35
• 3.3 漏感能量吸收及電壓鉗位控制35-38
• 3.3.1 位置式PI控制36-37
• 3.3.2 增量式PI控制37
• 3.3.3 系數(shù)的選取37-38
• 3.4 MPPT算法38-41
• 3.4.1 光伏陣列輸出功率與輸出電壓的關(guān)系38-40
• 3.4.2 功率和能量控制40
• 3.4.3 控制原則40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析42-54
• 4.1 軟件開發(fā)環(huán)境的介紹與使用42-45
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析45-53
• 4.2.1 軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)45-48
• 4.2.2 并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)48-51
• 4.2.3 電壓鉗位控制51-52
• 4.2.4 MPPT實(shí)現(xiàn)52-53
• 4.3 本章小結(jié)53-54
• 第五章 效率研究54-60
• 5.1 硬件改進(jìn)54-56
• 5.1.1 電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇54-55
• 5.1.2 功率器件選型55-56
• 5.2 軟件改進(jìn)56-58
• 5.2.1 控制策略56-57
• 5.2.2 軟開關(guān)技術(shù)57-58
• 5.3 本章小結(jié)58-60
• 第六章 結(jié)論與展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 致謝66-68
• 附錄68

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一種反激式變壓器的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法    林萬(wàn)芳;譚曉軍;程海峰;

基于坐標(biāo)系變換的并網(wǎng)鎖相環(huán)性能分析    楊國(guó)韜;孫志毅;劉立群;

基于二階廣義積分器的單相并網(wǎng)鎖相環(huán)的研究    陳艷艷;沈旦立;皇淼淼;許登旭;

三相光伏并網(wǎng)逆變器控制策略的研究    周二彪;晁勤;常喜強(qiáng);張艷麗;劉德福;劉闖;吳茂乾;

光伏發(fā)電并網(wǎng)及其相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望    艾欣;韓曉男;孫英云;

基于模型參考電導(dǎo)增量法的光伏電池MPPT控制    劉萌;王印松;宋雨倩;

一種高效的非線性電網(wǎng)數(shù)字鎖相環(huán)    古俊銀;廖茂宇;陳國(guó)呈;

基于內(nèi)?？刂频膯蜗嗖⒕W(wǎng)鎖相環(huán)研究    皇淼淼;沈旦立;李陳陳;陳艷艷;

光伏微型逆變器研究綜述    高文祥;王明渝;王立健;劉洋;

單級(jí)式光伏并網(wǎng)逆變器的無電流檢測(cè)MPPT方法    古俊銀;陳國(guó)呈;

三相逆變器及其并聯(lián)系統(tǒng)預(yù)測(cè)控制研究    沈坤

光伏陣列及并網(wǎng)逆變器關(guān)鍵技術(shù)研究    吳小進(jìn)

基于Z源網(wǎng)絡(luò)的光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的研究    劉鴻鵬

軟開關(guān)PWM逆變器的研究及其在電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用    王強(qiáng)

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)MPPT及孤島檢測(cè)新技術(shù)的研究    張超

電網(wǎng)不平衡時(shí)光伏逆變器控制技術(shù)研究    張林強(qiáng)

基于光伏并網(wǎng)逆變器的軟件鎖相環(huán)技術(shù)的研究    楊國(guó)韜

單相非隔離型Z源光伏并網(wǎng)逆變器的研究    林芳

小功率光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    程相普

光伏發(fā)電三相并網(wǎng)逆變器的研究    任苗苗

光伏系統(tǒng)中的分布式MPPT技術(shù)研究    耿書悅

光伏并網(wǎng)逆變器控制技術(shù)的研究    周森

小型光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT控制器的研制    賴東升

光伏發(fā)電之MPPT與并網(wǎng)逆變器關(guān)鍵技術(shù)    何志強(qiáng)

光伏發(fā)電及其關(guān)鍵技術(shù)研究    劉靖濤

單端反激有源鉗位光伏并網(wǎng)微逆變器設(shè)計(jì)    趙堅(jiān);汪海寧;張曉安;

光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望    劉珅;

基于虛擬同步電機(jī)的單級(jí)式光伏系統(tǒng)控制策略    蔡杰;王東方;李春來;張海寧;

光伏逆變器可靠性現(xiàn)狀分析    李偉;李曉祎;張佳杰;

基于Bang-Bang控制的直流大信號(hào)暫態(tài)穩(wěn)定控制器研制    黃振琳;管霖;涂亮;門錕;何楚瑤;沈鵬;

LCL型電流控制的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)研究    馮成臣;楊旭紅;李浩然;

基于無延時(shí)FIR濾波器的電網(wǎng)電壓鎖相方法研究    彭書濤;李小騰;張小慶;

基于ZigBee和GPRS的戶用屋頂光伏管理系統(tǒng)    劉彥超;位禮奎;

光伏并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的影響    謝寧;曾杰;陳曉科;徐曉剛;

考慮光伏發(fā)電功率波動(dòng)性的AGC備用容量分析方法    陳逍瀟;張粒子;楊萌;朱翊;

分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)研究    陳凱

蓄電池并網(wǎng)放電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究    李春鵬

三電平光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制策略的研究    周皓

戶用光伏微網(wǎng)系統(tǒng)研究    郗忠梅

光伏并網(wǎng)逆變器辨識(shí)建模方法及應(yīng)用    鄭偉

儲(chǔ)能型Quasi-Z源級(jí)聯(lián)多電平光伏逆變器研究    孫東森

多電平直流環(huán)節(jié)逆變器新型拓?fù)渑c調(diào)制方法研究    陳金平

基于線性二次型最優(yōu)控制的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    李春玲

三相三電平光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中若干關(guān)鍵技術(shù)的研究    楊滔

小型光伏系統(tǒng)及其關(guān)鍵問題研究    胡義華

小型獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)控制器的研究    伍昌煦

電力機(jī)車輔助變流器控制策略研究    張小磊

靜止同步無功補(bǔ)償器的鎖相技術(shù)研究    王東冬

局部陰影下光伏電池功率多峰值MPPT控制策略的研究    張冬梅

光伏發(fā)電系統(tǒng)效率提升的研究    馬慧卿

基于DSP的單相非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器研究    池萬(wàn)城

溫室光伏供電系統(tǒng)    王京

微型并網(wǎng)光伏逆變器相關(guān)技術(shù)及效率研究    齊鵬沖

光儲(chǔ)微電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研制    尹旭

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率優(yōu)化方案研究    王俊平

光伏電池不一致性檢測(cè)及其應(yīng)用    謝三軍;榮飛;陳燕東;羅安;

基于電流無差拍控制的三相光伏并網(wǎng)逆變器的研究    黃天富;石新春;魏德冰;孫玉巍;王丹;

我國(guó)新能源發(fā)展現(xiàn)狀及前景    李春曦;王佳;葉學(xué)民;喻橋;

基于改進(jìn)擾動(dòng)法的光伏電池MPPT仿真研究    蘇義鑫;向爐陽(yáng);張丹紅;

復(fù)合控制技術(shù)在獨(dú)立光伏并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    王立建;王明渝;高文祥;劉洋;

單端反激式開關(guān)電源中變壓器的設(shè)計(jì)    杜琰琪;范鵬飛;凌有鑄;蔣慧;

Z源光伏并網(wǎng)逆變器無差拍解耦控制    鄭建勇;劉孝輝;

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PI重復(fù)控制器的三相并聯(lián)有源電力濾波器    黃薇;周荔丹;鄭益慧;王昕;李立學(xué);高明仕;王書春;

一種改進(jìn)的變步長(zhǎng)電導(dǎo)增量光伏電源MPPT控制方法    原敬磊;張建成;

基于改進(jìn)的變步長(zhǎng)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)MPPT控制策略研究    張馳;張代潤(rùn);

光伏發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)及電動(dòng)汽車充電站可靠性研究    于蓉蓉

逆變器并聯(lián)系統(tǒng)若干關(guān)鍵問題研究    汪洪亮

數(shù)字化PWM逆變系統(tǒng)控制關(guān)鍵技術(shù)研究及其應(yīng)用    楊金輝

UPS并聯(lián)系統(tǒng)若干關(guān)鍵問題研究    于瑋

SPWM逆變電源的數(shù)字化及其并聯(lián)技術(shù)研究    單鴻濤

任意條件下光伏陣列的輸出性能預(yù)測(cè)    翟載騰

中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究    李曉剛

太陽(yáng)電池I-V方程顯式求解原理研究及應(yīng)用    丁金磊

光伏并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其控制的研究    汪海寧

太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    趙為

單相光伏并網(wǎng)逆變器的研究與設(shè)計(jì)    齊樂

光伏并網(wǎng)變流器損耗分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)    劉瑤

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)建模仿真    劉翼

光伏并網(wǎng)逆變器的研究    曹建平

10KW太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    張敏

Z源型單相光伏并網(wǎng)逆變器的研究    葛靜

三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)控制策略的研究    常超

100kW太陽(yáng)能并網(wǎng)變流器的研制    王寶歸

基于太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的研究    閆士職

單相非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器的研究    孫龍林

應(yīng)急逆變器群的集中控制    儲(chǔ)健,許鎮(zhèn)琳

逆變器產(chǎn)生的干擾及抑制    李建輝,韓光宇,鐘實(shí)

廣州地鐵2號(hào)線車輛輔助逆變器    鄭沃奇;

淺談逆變器的使用    張勁松;

Z源逆變器最新進(jìn)展及應(yīng)用研究    李紅新;周林;郭珂;戰(zhàn)祥真;雷建;

富士電機(jī)公司的逆變器與伺服技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r    高潮,徐宏凱,于泉

日立制作所開發(fā)逆變器控制的新動(dòng)向    林航空,仲田清(日)

模型參考自適應(yīng)控制逆變器的研究    鄒云屏,成功,丁凱

帶模糊調(diào)節(jié)的重復(fù)控制器在逆變器中的應(yīng)用    李劍 ,康勇 ,陳堅(jiān)

現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列在逆變器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用    胡兵,陶生桂,毛明平

組合式三相正弦逆變器控制軟件設(shè)計(jì)    陳永利;霍艷軍;

基于免疫算法的單相逆變器多目標(biāo)最優(yōu)控制策略研究    費(fèi)雯麗;袁佳歆;陳立;

基于60°坐標(biāo)系的五電平逆變器研究    李紅利;方文俊;仇書文;

光伏并網(wǎng)逆變器偽孤島現(xiàn)象的研究    郭建勇;方如舉;李獻(xiàn)偉;

新型中頻正弦波逆變器控制方法實(shí)現(xiàn)的研究    李金剛;馬鑫;鐘彥儒;

500kW光伏并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)    石志學(xué);王金峰;金傳付;吉文杰;郭艷鵬;陳可;

逆變器無拍頻控制策略研究    葛興來;馮曉云;

逆變器電流滯環(huán)控制技術(shù)研究    葉楠;何中一;孟憲會(huì);邢巖;

1kW潮流能發(fā)電裝置逆變器SVPWM技術(shù)的研究與應(yīng)用    張少杰;段鐵群;楊勇;張亮;

UPS逆變器反饋控制誤差分析與改進(jìn)方法    郭同生;黎輝;楊旭;王兆安;

一款新型逆變器控制芯片LX1692IDW簡(jiǎn)介    上海 蘇成富

新一代UPS的發(fā)展趨勢(shì)    周志敏

逆變器的能控性分析及m模態(tài)控制    李湘峰

并網(wǎng)逆變器并聯(lián)運(yùn)行方法研究    HOANG THI THU GIANG

分布式發(fā)電及分散式微電網(wǎng)控制策略的研究    郭志強(qiáng)

三電平光伏并網(wǎng)逆變器的模塊化控制研究    邵章平

微網(wǎng)系統(tǒng)逆變及組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究    施永

基于虛擬同步機(jī)的微網(wǎng)逆變器控制策略研究    劉芳

Z源逆變器研究    房緒鵬

光伏發(fā)電系統(tǒng)中Z源逆變器的控制技術(shù)研究    陳艷

Z源逆變器研究    湯雨

太陽(yáng)能交流模塊逆變器及其控制技術(shù)的研究    譚光慧

小型風(fēng)力發(fā)電單相正弦波逆變器的研究    王敬明

戶用型三相四橋臂光伏逆變器控制策略研究    馮莉

單級(jí)非隔離型雙Zeta逆變器    張曉靜

光伏并網(wǎng)微逆變器研究    王泉策

三相逆變器多機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)諧振機(jī)理與抑制策略研究    馬思曼

三相光伏逆變器的智能控制技術(shù)的研究    盧浩

大功率串并式磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)研究    陳月

3kW單相光伏并網(wǎng)逆變器的研制    劉杰

高升壓比電流連續(xù)型Quasi-Z源逆變器及其并網(wǎng)控制研究    劉海利

具有LVRT能力的光伏并網(wǎng)逆變器控制策略研究    張澤斌