戶用離網(wǎng)型單相光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究與設(shè)計

【摘要】：隨著人類對環(huán)境保護的要求以及能源的需求不斷提高,太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)逐漸被各國重視。本文在太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良好背景下,結(jié)合我國偏遠地區(qū)的實際用電問題,設(shè)計了戶用離網(wǎng)型單相光伏逆變器。本文的主要工作有：1、介紹光伏電池的工作原理、光伏逆變器的拓撲分類、調(diào)制方法以及控制策略,選擇了單相全橋逆變拓撲結(jié)構(gòu)及雙極性調(diào)制策略應用于戶用離網(wǎng)型單相光伏逆變器。2、對戶用離網(wǎng)型單相光伏逆變器的主要部分進行分析并建立相關(guān)數(shù)學模型,得到了理想狀態(tài)下單相全橋逆變電路的狀態(tài)空間平均法分析模型。給出了離網(wǎng)型單相光伏逆變器的虛擬空間矢量控制策略,運用希爾伯特變換的基本原理實現(xiàn)虛擬矢量。介紹了基于虛擬空間矢量控制的離網(wǎng)型單相逆變器的實現(xiàn)過程。3、在Matlab/Simulink仿真工具中搭建離網(wǎng)型單相光伏逆變器的仿真模型。使用虛擬空間矢量控制策略及PI調(diào)節(jié)器,得到仿真結(jié)果。4、設(shè)計戶用離網(wǎng)型單相光伏逆變器的樣機的硬件電路和軟件,并在實驗室條件下得出實驗結(jié)果。實驗結(jié)果表明逆變器樣機工作可靠、穩(wěn)定,具有良好的帶負載能力及輸出特性。 【關(guān)鍵詞】：能源需求 離網(wǎng)型單相光伏逆變器 虛擬空間矢量控制 樣機設(shè)計
【學位授予單位】：安徽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 課題研究的背景及意義8-10
• 1.1.1 全球能源現(xiàn)狀及光伏能源發(fā)展8-9
• 1.1.2 我國光伏能源發(fā)展現(xiàn)狀及需求9-10
• 1.2 離網(wǎng)型光伏發(fā)電逆變器及其發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 離網(wǎng)型光伏發(fā)電逆變器的基本組成10-11
• 1.2.2 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文的主要內(nèi)容12-13
• 第二章 戶用離網(wǎng)型單相光伏逆變器系統(tǒng)的工作原理13-27
• 2.1 光伏電池特性13-16
• 2.1.1 光伏電池的工作原理13
• 2.1.2 光伏電池的等效模型13-16
• 2.2 離網(wǎng)型光伏發(fā)電逆變器的拓撲16-20
• 2.2.1 DC/DC變換器拓撲16-18
• 2.2.2 逆變器拓撲結(jié)構(gòu)18-20
• 2.3 逆變器的調(diào)制方法20-23
• 2.3.1 單極性調(diào)制技術(shù)21-22
• 2.3.2 雙極性調(diào)制技術(shù)22-23
• 2.4 逆變器的控制策略23-26
• 2.4.1 PID控制23-24
• 2.4.2 重復控制24-25
• 2.4.3 滯環(huán)比較控制及其他控制策略25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 離網(wǎng)型單相光伏逆變器的結(jié)構(gòu)及建模分析27-39
• 3.1 充電控制部分結(jié)構(gòu)27-33
• 3.1.1 蓄電池充電方式27-29
• 3.1.2 同步Buck電路分析29-31
• 3.1.3 Buck電路數(shù)學模型31-33
• 3.2 蓄電池的數(shù)學模型33-34
• 3.3 逆變單元數(shù)學模型34-37
• 3.4 輸出濾波器建模37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第四章 基于虛擬空間矢量的系統(tǒng)控制策略研究及仿真39-55
• 4.1 虛擬空間矢量的基本思想及原理39-41
• 4.2 希爾伯特變換的基本原理41-42
• 4.3 基于矢量變換的單相離網(wǎng)逆變器等效數(shù)學模型42-44
• 4.4 基于虛擬矢量的系統(tǒng)控制策略44-46
• 4.5 單相離網(wǎng)逆變器的仿真研究46-54
• 4.5.1 仿真工具Matlab/Simulink46
• 4.5.2 基于虛擬矢量控制的單相離網(wǎng)逆變器的仿真46-50
• 4.5.3 仿真結(jié)果50-54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 第五章 離網(wǎng)型單相光伏發(fā)電逆變器的設(shè)計55-77
• 5.1 硬件設(shè)計55-66
• 5.1.1 MCU控制部分55-56
• 5.1.2 充電控制部分56-57
• 5.1.3 逆變?nèi)珮螂娐?/span>57-58
• 5.1.4 功率開關(guān)管驅(qū)動電路58-59
• 5.1.5 輔助電源模塊59-60
• 5.1.6 采樣電路60-63
• 5.1.7 人機接口模塊設(shè)計63-66
• 5.2 軟件設(shè)計66-70
• 5.2.1 蓄電池充電控制部分軟件66
• 5.2.2 蓄電池過沖過放保護66-67
• 5.2.3 逆變部分軟件設(shè)計67-69
• 5.2.4 人機接口模塊軟件設(shè)計69-70
• 5.3 實驗結(jié)果分析70-76
• 5.3.1 系統(tǒng)的輸出實驗71-73
• 5.3.2 變壓器原邊電流測試73-74
• 5.3.3 輸出保護實驗結(jié)果74-75
• 5.3.4 人機接口模塊實驗75-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 第六章 總結(jié)與展望77-79
• 6.1 總結(jié)77
• 6.2 展望77-79
• 參考文獻79-83
• 致謝83-84
• 碩士期間發(fā)表論文84

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