光伏并網(wǎng)逆變器孤島檢測技術(shù)研究及實現(xiàn)

【摘要】：隨著工業(yè)化的深入,能源與環(huán)境是人類無法回避的問題。各類新能源技術(shù)成為各國的研究重點,光伏發(fā)電作為太陽能的重要利用方式成為新能源技術(shù)的重要研究方向。孤島檢測作為光伏并網(wǎng)逆變器必備的一項功能,成為并網(wǎng)發(fā)電領(lǐng)域的重要研究方向。本文以非隔離型單相光伏并網(wǎng)逆變器為研究基礎(chǔ),對孤島檢測技術(shù)及并網(wǎng)控制方式進行研究。 本文闡述了孤島檢測技術(shù)的意義和研究現(xiàn)狀,在對比分析了現(xiàn)有檢測標準,評估方式和主要檢測方案的基礎(chǔ)上,選擇基于移頻、移相及電流幅值擾動的孤島檢測方案作為本文的研究重點,在Qf0×Gnorm坐標系中對算法盲區(qū)評估,并仿真驗證了算法的檢測效果。此外,文章分析了單相光伏逆變器的工作原理和結(jié)構(gòu)拓撲,確定采用兩級式非隔離結(jié)構(gòu),逆變部分采用H橋拓撲,使用電壓電流閉環(huán)SPWM控制方式,并通過建模仿真驗證了控制算法的可實現(xiàn)性。 本文在系統(tǒng)整體分析和仿真分析的基礎(chǔ)上,完成了3kW樣機的研制,包括主功率電路,驅(qū)動電路,采樣電路,電源電路等功能電路的設(shè)計,以及關(guān)鍵程序的設(shè)計。并對樣機進行了實驗,分析了樣機在各個功率條件下的效率,輸出電流的諧波失真度。按照測試標準,對樣機的孤島算法進行實驗驗證。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng)逆變器 孤島檢測 盲區(qū)分析 并網(wǎng)控制
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM464;TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 光伏發(fā)電背景及意義10
• 1.2 光伏發(fā)電研究現(xiàn)狀與發(fā)展10-12
• 1.2.1 國外光伏發(fā)電研究現(xiàn)狀和趨勢10-11
• 1.2.2 國內(nèi)光伏發(fā)電研究現(xiàn)狀和趨勢11-12
• 1.3 課題研究背景及意義12-13
• 1.3.1 孤島檢測技術(shù)的必要性12
• 1.3.2 孤島檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本設(shè)計主要研究內(nèi)容13-14
• 2 光伏系統(tǒng)的孤島效應及系統(tǒng)設(shè)計14-32
• 2.1 孤島效應概述14-15
• 2.1.1 孤島效應危害14-15
• 2.1.2 孤島效應發(fā)生機理15
• 2.2 孤島效應檢測標準15-16
• 2.3 孤島檢測方案選擇16-18
• 2.4 孤島效應盲區(qū)評估方式分析及選擇18-20
• 2.5 單相光伏并網(wǎng)逆變器拓撲選擇20-21
• 2.6 單相光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)工作原理21-23
• 2.6.1 前級BOOST工作原理分析22-23
• 2.6.2 后級H橋電路工作原理分析23
• 2.7 單相光伏逆變器并網(wǎng)控制算法分析23-26
• 2.7.1 光伏逆變器的控制目標24
• 2.7.2 輸出電流控制方式分析選擇24-26
• 2.8 逆變單元的建模與控制設(shè)計26-31
• 2.8.1 電流內(nèi)環(huán)建模26-27
• 2.8.2 電壓前饋控制設(shè)計27-28
• 2.8.3 電流環(huán)PI參數(shù)設(shè)計28-29
• 2.8.4 電壓外環(huán)建模29-30
• 2.8.5 電壓環(huán)PI參數(shù)設(shè)計30-31
• 2.9 本章小結(jié)31-32
• 3 光伏系統(tǒng)并網(wǎng)及孤島檢測算法仿真32-50
• 3.1 系統(tǒng)并網(wǎng)仿真32-34
• 3.2 主動移頻式孤島檢測方法34-41
• 3.2.1 正反饋頻率偏移法盲區(qū)分析35-38
• 3.2.2 正反饋頻率偏移法仿真研究38-41
• 3.3 主動移相式孤島檢測方法41-46
• 3.3.1 主動移相算法盲區(qū)分析42-44
• 3.3.2 改進的移相算法仿真研究44-46
• 3.4 電流幅值擾動法46-49
• 3.4.1 電流幅值擾動法原理分析47
• 3.4.2 電流幅值擾動法仿真研究47-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 4 單相光伏系統(tǒng)孤島檢測軟硬件實現(xiàn)50-68
• 4.1 硬件電路設(shè)計50-59
• 4.1.1 功率電路參數(shù)設(shè)計50-54
• 4.1.2 開關(guān)管驅(qū)動設(shè)計54-55
• 4.1.3 采樣電路設(shè)計55-57
• 4.1.4 輔助電源電路設(shè)計57
• 4.1.5 絕緣監(jiān)測功能電路設(shè)計57-59
• 4.1.6 孤島檢測相關(guān)硬件59
• 4.2 關(guān)鍵程序設(shè)計59-63
• 4.2.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計59-61
• 4.2.2 數(shù)字鎖相環(huán)設(shè)計61
• 4.2.3 SPWM生成程序設(shè)計61-62
• 4.2.4 防孤島檢測程序設(shè)計62-63
• 4.3 實驗驗證63-66
• 4.3.1 并網(wǎng)實驗63-65
• 4.3.2 孤島檢測實驗65-66
• 4.4 本章小結(jié)66-68
• 5 總結(jié)與展望68-69
• 5.1 總結(jié)68
• 5.2 展望68-69
• 致謝69-70
• 參考文獻70-73

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