光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制策略的研究

【摘要】：當(dāng)今世界隨著能源危機(jī)的愈加嚴(yán)峻,各國(guó)都大力發(fā)展各種新能源,這其中尤以光伏太陽(yáng)能以其取之不盡用之不竭的特點(diǎn)廣受各國(guó)重視。光伏逆變器是開發(fā)太陽(yáng)能中極為重要的一環(huán),分離網(wǎng)逆變器與并網(wǎng)逆變器兩種。光伏離網(wǎng)逆變器儲(chǔ)存能量,逆變成交流電供給用電器,適用于戶外、偏遠(yuǎn)地區(qū)以及小型獨(dú)立式光伏發(fā)電,具有不可替代的作用。論文選用技術(shù)成熟,成本低廉,電動(dòng)勢(shì)高的鉛酸電池作為光伏太陽(yáng)能儲(chǔ)能設(shè)備,再將蓄電池的直流低壓逆變?yōu)槠胀ㄓ秒娖魇褂玫慕涣麟妷?。系統(tǒng)主要分蓄電池充電和離網(wǎng)逆變器兩大部分。鑒于論文設(shè)計(jì)蓄電池容量較低,光伏太陽(yáng)能板功率也較小,故采用脈沖式多階段智能充電技術(shù),也可以通過(guò)外接合適規(guī)格的恒流適配器給蓄電池充電。離網(wǎng)逆變器分推挽升壓和全橋逆變兩級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),詳細(xì)分析了主電路工作原理,確立了變壓器等關(guān)鍵功率器件設(shè)計(jì)步驟,并且分析不同設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)性能的影響,分析了采樣電路、驅(qū)動(dòng)電路、各種保護(hù)電路設(shè)計(jì)的原理。系統(tǒng)采用雙MCU控制方式,前級(jí)MCU主要實(shí)現(xiàn)蓄電池充電控制功能,后級(jí)MCU實(shí)現(xiàn)交流逆變功能。確立了詳細(xì)的充電軟件設(shè)計(jì)流程圖,實(shí)現(xiàn)多階段智能管理蓄電池充電,發(fā)生故障時(shí)能夠快速實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)功能。全橋逆變軟件設(shè)計(jì)采用單極性調(diào)制與單極性倍頻調(diào)制兩種方法,詳細(xì)分析了兩種不同調(diào)制模式下SPWM波形產(chǎn)生的原理與控制的策略,給出了詳細(xì)的逆變軟件設(shè)計(jì)流程圖。搭建光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái),分系統(tǒng)基本功能測(cè)試、溫升效率測(cè)試以及電磁兼容安規(guī)測(cè)試三大方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的試驗(yàn)。試驗(yàn)表明:系統(tǒng)充電功能完善,輸出交流穩(wěn)定,各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)波形良好,各路保護(hù)功能完善,輸出帶載能力強(qiáng),證明了軟件控制策略的有效性;通過(guò)不斷改進(jìn)設(shè)計(jì),長(zhǎng)時(shí)間煲機(jī)溫升良好,效率最高可達(dá)90%,電磁兼容性也有一定程度改善,證明了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)的合理性與可靠性。 【關(guān)鍵詞】：蓄電池充電管理 推挽升壓 離網(wǎng)逆變器 SPWM調(diào)制 雙MCU控制
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 符號(hào)表8-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 純正弦波逆變器的研究背景及意義12-14
• 1.2 蓄電池儲(chǔ)能技術(shù)的研究背景及意義14
• 1.3 光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制策略的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.2 光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)及發(fā)展?fàn)顩r16-18
• 1.4 本課題的主要研究?jī)?nèi)容和技術(shù)難點(diǎn)18-20
• 1.4.1 主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.4.2 主要技術(shù)難點(diǎn)19-20
• 第二章 光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)總體方案20-32
• 2.1 蓄電池充電管理20-24
• 2.1.1 光伏電源最大功率跟蹤技術(shù)20-22
• 2.1.2 蓄電池多階段智能充電技術(shù)22-24
• 2.2 離網(wǎng)逆變器主電路24-27
• 2.2.1 直流轉(zhuǎn)換升壓方案24-26
• 2.2.2 正弦波逆變方案26-27
• 2.3 正弦波逆變波形控制策略27-31
• 2.3.1 傳統(tǒng)經(jīng)典控制方法27-30
• 2.3.2 現(xiàn)代新型智能控制方法30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 光伏離網(wǎng)發(fā)電硬件系統(tǒng)32-57
• 3.1 多階段智能蓄電池充電電路32-34
• 3.2 電源供電及USB輸出電路34-38
• 3.2.1 多路輸出反激式輔助電源分析34-36
• 3.2.2 基于Buck拓?fù)涞腢SB輸出電路分析36-38
• 3.3 主電路拓?fù)浞治?/span>38-53
• 3.3.1 前級(jí)DC/DC推挽升壓原理39-46
• 3.3.2 后級(jí)DC/AC全橋逆變基本原理46-50
• 3.3.3 主要功率開關(guān)管的選取50-51
• 3.3.4 輸入濾波電容及直流母線電容的選取51
• 3.3.5 輸出濾波電感電容的設(shè)計(jì)與分析51-52
• 3.3.6 電磁兼容的防護(hù)與分析52-53
• 3.4 控制及保護(hù)電路53-56
• 3.4.1 交流輸出采樣電路53-54
• 3.4.2 過(guò)欠壓保護(hù)電路54
• 3.4.3 交流輸出短路保護(hù)電路分析54-55
• 3.4.4 后級(jí)IGBT驅(qū)動(dòng)分析55-56
• 3.4.5 LED液晶屏顯示電路56
• 3.5 本章小結(jié)56-57
• 第四章 光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)磁性器件設(shè)計(jì)與分析57-70
• 4.1 推挽升壓變壓器的設(shè)計(jì)與分析57-64
• 4.1.1 磁芯幾何常數(shù)kg法57-61
• 4.1.2 磁芯面面積Ap法61-62
• 4.1.3 兩種變壓器設(shè)計(jì)方法總結(jié)62-64
• 4.2 斷續(xù)模式下反激變換器的設(shè)計(jì)與分析64-68
• 4.3 連續(xù)模式下Buck電路電感設(shè)計(jì)與分析68-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第五章 光伏離網(wǎng)發(fā)電軟件控制系統(tǒng)70-81
• 5.1 蓄電池充電管理軟件70-72
• 5.2 后級(jí)全橋逆變軟件設(shè)計(jì)與分析72-80
• 5.2.1 單極性SPWM調(diào)制73-75
• 5.2.2 單極性倍頻SPWM調(diào)制75-77
• 5.2.3 全橋逆變軟件總體結(jié)構(gòu)分析77-80
• 5.3 本章小結(jié)80-81
• 第六章 光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)整機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析81-96
• 6.1 試驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介81-83
• 6.2 基本功能測(cè)試83-90
• 6.2.1 蓄電池充電電路測(cè)試84
• 6.2.2 前級(jí)推挽升壓及輔助電源相關(guān)測(cè)試84-86
• 6.2.3 全橋逆變驅(qū)動(dòng)及輸出波形測(cè)試86-88
• 6.2.4 不同負(fù)載帶載測(cè)試88-90
• 6.3 整機(jī)溫升及逆變器效率測(cè)試90-94
• 6.3.1 整機(jī)溫升測(cè)試及改進(jìn)90-92
• 6.3.2 逆變器效率測(cè)試與改良92-94
• 6.4 電磁兼容及安規(guī)試驗(yàn)94-95
• 6.5 本章小結(jié)95-96
• 結(jié)論96-98
• 主要工作成果及總結(jié)96-97
• 后續(xù)工作展望97-98
• 參考文獻(xiàn)98-104
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果104-105
• 致謝105-106
• 附件106

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電動(dòng)單軌吊動(dòng)力鋰電池組智能管理系統(tǒng)的研究    趙平強(qiáng)

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基于交流母線的光伏系統(tǒng)充放電技術(shù)研究    董鋒

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遭遇寒冬 光伏產(chǎn)業(yè)的春天還有多遠(yuǎn)?    侯艷麗;

財(cái)政部“中國(guó)式拯救”光伏產(chǎn)業(yè) 能否讓企業(yè)突出重圍    李梓森;侯艷麗;王碧輝;張桂玲;盧影;

發(fā)展新能源 造福全人類——SNEC第三屆(2009)國(guó)際太陽(yáng)能光伏大會(huì)暨展覽會(huì)圓滿結(jié)束    李強(qiáng);侯艷麗;張桂玲;

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鉛酸蓄電池慢脈沖快速充電研究的突破    王堅(jiān);劉社章;

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基于重復(fù)控制技術(shù)的數(shù)字式逆變電源的研究    游志青

基于重復(fù)控制算法的正弦波逆變電源設(shè)計(jì)    汪東林

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可并網(wǎng)運(yùn)行光伏逆變器的研制    王云麗

ZVS PWM大功率高頻開關(guān)電源的研究    吳江波

單相光伏并網(wǎng)逆變器的研制    張凌

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分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)研究    畢磊

蓄電池太陽(yáng)能充電系統(tǒng)研究    洪剛

獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中充電控制芯片的研究與設(shè)計(jì)    張毅

蓄電池的使用和保養(yǎng)    許之鵬;李長(zhǎng)威;

蓄電池連接線的使用技巧    李慶生;程鵬遠(yuǎn);

談蓄電池?fù)p壞的原因及正確使用    陳永杰;

蓄電池的使用與保養(yǎng)    袁國(guó)成

蓄電池廢液的利用    謝歌雯

蓄電池的保管與節(jié)能    王克權(quán)

蓄電池的使用與維護(hù)    傅云春

就車充電不慎造成蓄電池爆炸一例    常紅濤

故障蓄電池激活充電的儀器研制    陳衛(wèi)民,翁劍楓,張笑詠,張松慧

玻璃鋼材料在蓄電池充電間的應(yīng)用一例    李中立

通信電源蓄電池的維護(hù)與管理    趙文霞;

模糊理論在蓄電池充電系統(tǒng)中的應(yīng)用    黃加祺;趙珣;張峰;

蓄電池的使用和維護(hù)    孟德剛;

淺談通信基站蓄電池的修復(fù)與檢測(cè)    陳振環(huán);鄭淦祥;鄭曉斌;

蓄電池虧電時(shí)啟動(dòng)的危害分析    趙同山;喬愛軍;

蓄電池充電的混合模糊控制方法研究    嚴(yán)治;陳文博;萬(wàn)衡;

論編輯充電    蔡衛(wèi)東;

光電互補(bǔ)LED路燈控制器的設(shè)計(jì)    陳嘉義;李海霞;李文方;樂(lè)麗琴;

基于單片機(jī)的蓄電池Wa特性智能充電機(jī)    高飛燕;吳瑤;王俊;

淺談6-QA-60型汽車干荷蓄電池的充放電特性    龍少光;韓亞超;

蓄電池要這樣維護(hù)保養(yǎng)    耕耘

有的放矢維護(hù)蓄電池    李家保

蓄電池技術(shù)狀況的檢驗(yàn)技巧    湖北 肖軍

蓄電池的使用與維護(hù)方法(上)    湖北 朱則剛

蓄電池的使用與維護(hù)方法(下)    湖北 朱則剛

捷達(dá)轎車蓄電池的日常維護(hù)    柴工

應(yīng)急巧修蓄電池    陳伯康

冬季養(yǎng)護(hù)車輛 不可掉以輕心    樊 文

車用蓄電池的使用與維護(hù)(下)    廣東 肖艷

蓄電池?fù)p壞的應(yīng)急處理    勵(lì)翔

智能蓄電池充/放電測(cè)控系統(tǒng)    王舉

蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)    曹詩(shī)兵

專用蓄電池智能放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)    宋方武

模擬蓄電池特性的直流電源的研制    李虎

變電站蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    李文文

基于電源線通信的蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)    趙翔

蓄電池參數(shù)無(wú)線采集系統(tǒng)的開發(fā)    周杰

蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    杜愛賓

大功率UPS電源蓄電池管理的研究    齊鑫

麗水電網(wǎng)蓄電池在線監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    潘華