基于Quasi-Z源逆變器的光伏并網(wǎng)/儲(chǔ)能組合控制研究

【摘要】：光伏發(fā)電作為新能源開發(fā)領(lǐng)域的一個(gè)重要方面,得到了國內(nèi)外眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。受氣候變化等不確定因素的影響,光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率具有典型的間歇性和波動(dòng)性特征,通過蓄電池等存儲(chǔ)裝置及其控制能平抑光伏發(fā)電系統(tǒng)供電輸出的隨機(jī)性和間歇性,因此,儲(chǔ)能技術(shù)在新能源發(fā)電系統(tǒng)中具有重要的地位和作用。首先,本文分析了一種新型的功率變換器—Quasi-Z源逆變器(QZSI),將其應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)中,既能滿足變換器升壓的需求,又可以減少電路的開關(guān)器件。QZSI中加入了獨(dú)特的Quasi-Z源阻抗網(wǎng)絡(luò),使得電路中允許直通狀態(tài)的出現(xiàn),由于沒有死區(qū)時(shí)間,使得輸出電流波形得到改善,增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。然后,本文在分析研究了帶有儲(chǔ)能裝置的Quasi-Z源光伏并網(wǎng)逆變器特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了基于Quasi-Z源逆變器的光伏并網(wǎng)/儲(chǔ)能組合控制策略,此策略根據(jù)蓄電池的不同狀態(tài),對系統(tǒng)應(yīng)用不同的控制方案,既可以實(shí)現(xiàn)光伏電池能效的最大利用,增強(qiáng)并網(wǎng)功率的穩(wěn)定性能,同時(shí)又可以改善蓄電池的使用環(huán)境。同時(shí),在帶有儲(chǔ)能裝置的Quasi-Z源光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)中,由于其電路拓?fù)涞奶厥庑?外界環(huán)境變化會(huì)引起直流鏈電壓峰值的變化,從而對并網(wǎng)電流質(zhì)量產(chǎn)生影響,針對這一問題,提出一種變參數(shù)PI控制策略,通過理論分析了變參數(shù)PI控制的優(yōu)越性。最后,基于MATLAB/Simulink仿真環(huán)境完成了本文所研究的控制策略的仿真,進(jìn)一步搭建了帶有儲(chǔ)能裝置的Quasi-Z源三相逆變器平臺(tái),在此平臺(tái)的基礎(chǔ)上對本文的控制策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。仿真和實(shí)驗(yàn)表明,本文所研究的控制策略既可以保證光伏能量的最大利用,又能最大限度的保護(hù)蓄電池,同時(shí)變參數(shù)PI控制方案的加入,可以提高并網(wǎng)電流質(zhì)量。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 Quasi-Z源逆變器 并網(wǎng)/儲(chǔ)能組合控制 變參數(shù)PI控制
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(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5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)系統(tǒng)的研究背景及意義10-11
• 1.2 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的功率變換器11-13
• 1.2.1 功率變換器的分類11-12
• 1.2.2 傳統(tǒng)三相功率變換器的不足12-13
• 1.3 帶有儲(chǔ)能裝置的Quasi-Z源光伏并網(wǎng)逆變器研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 Quasi-Z源逆變器16-23
• 2.1 Quasi-Z源逆變器的應(yīng)用特點(diǎn)及工作原理16-19
• 2.2 Quasi-Z源逆變器小信號(hào)建模19-20
• 2.3 Quasi-Z源逆變器調(diào)制策略20-22
• 2.3.1 簡單升壓調(diào)制策略20-21
• 2.3.2 三次諧波注入升壓調(diào)制策略21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第3章 帶有儲(chǔ)能裝置的Quasi-Z源光伏并網(wǎng)逆變器23-32
• 3.1 光伏電池特性及其MPPT控制技術(shù)23-25
• 3.2 蓄電池特性簡介25-26
• 3.3 帶有儲(chǔ)能裝置的Quasi-Z源光伏并網(wǎng)逆變器工作原理26-29
• 3.3.1 電容C2兩端并聯(lián)蓄電池的Quasi-Z源光伏并網(wǎng)逆變器分析26-28
• 3.3.2 電容C1兩端并聯(lián)蓄電池的Quasi-Z源光伏并網(wǎng)逆變器分析28-29
• 3.4 兩種蓄電池并聯(lián)方式的比較29-30
• 3.5 帶有儲(chǔ)能裝置的Quasi-Z源逆變器小信號(hào)建模30-31
• 3.6 本章小結(jié)31-32
• 第4章 基于Quasi-Z源逆變器的光伏并網(wǎng)/儲(chǔ)能組合控制策略及仿真驗(yàn)證32-49
• 4.1 并網(wǎng)/儲(chǔ)能組合控制策略研究32-44
• 4.1.1 正常狀態(tài)下系統(tǒng)的控制策略32-35
• 4.1.2 蓄電池電流限制下系統(tǒng)的控制策略35-40
• 4.1.3 蓄電池端電壓限制下系統(tǒng)的控制策略40-42
• 4.1.4 系統(tǒng)整體控制策略的仿真驗(yàn)證42-44
• 4.2 并網(wǎng)電流變參數(shù)PI控制方案44-48
• 4.2.1 并網(wǎng)電流變參數(shù)PI控制框圖44-46
• 4.2.2 并網(wǎng)電流變參數(shù)PI控制策略的仿真驗(yàn)證46-48
• 4.3 本章小結(jié)48-49
• 第5章 帶有儲(chǔ)能裝置的Quasi-Z源光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究49-73
• 5.1 主功率電路設(shè)計(jì)49-52
• 5.1.1 Quasi-Z源網(wǎng)絡(luò)電容的選擇49-50
• 5.1.2 Quasi-Z源網(wǎng)絡(luò)電感的選擇50
• 5.1.3 Quasi-Z源網(wǎng)絡(luò)二極管的選擇50-52
• 5.2 控制電路設(shè)計(jì)52-53
• 5.2.1 控制電路芯片的選擇52
• 5.2.2 電壓、電流采樣電路以及信號(hào)調(diào)理電路52-53
• 5.3 軟件設(shè)計(jì)53-55
• 5.3.1 主程序53-54
• 5.3.2 中斷程序54-55
• 5.4 控制方案實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證55-72
• 5.4.1 正常狀態(tài)下系統(tǒng)控制策略的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證55-58
• 5.4.2 蓄電池電流限制下系統(tǒng)控制策略的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證58-63
• 5.4.3 蓄電池端電壓限制下系統(tǒng)控制策略的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證63-66
• 5.4.4 并網(wǎng)電流變參數(shù)PI控制方案優(yōu)越性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證66-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果80-81
• 致謝81-82
• 作者簡介82

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北京大型光伏逆變器基地奠基    記者 涂露芳

逆變器行業(yè)逆市擴(kuò)張    本報(bào)記者 張子瑞

光伏逆變器：“寒冬”中逆勢而上    本報(bào)記者 徐建華

國產(chǎn)逆變器：市場好競爭力弱    本報(bào)記者 徐恒

致力于提供高性能的光伏逆變器    張志輝

光伏逆變器或提振光伏產(chǎn)業(yè)    CUBN 記者 周洪博

簡易方波12V轉(zhuǎn)220V交流逆變器電路圖    廣東 付兵彭

2012年全球光伏逆變器將破70億美元    王輝

簡易逆變器的制作    浙江 吳建龍

逆變器制造商轉(zhuǎn)向電站開發(fā)    本報(bào)記者 朱怡

串聯(lián)型高增益Z源逆變器及其應(yīng)用研究    蔡春偉

混合多電平逆變器拓?fù)浼捌涫兄品椒ㄑ芯?nbsp;   丁凱

輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)逆變器系統(tǒng)控制策略的研究    莊凱

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

混合動(dòng)力電動(dòng)車中高性能Z源逆變器控制器研究    范功誠

級(jí)聯(lián)型逆變器關(guān)鍵技術(shù)研究    單慶曉

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