基于無(wú)逆流聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的光伏發(fā)電并網(wǎng)控制系統(tǒng)的研究

【摘要】：當(dāng)今全球正面臨著能源短缺以及環(huán)境的日趨惡化等問(wèn)題，為了化解危機(jī)，人類迫切尋找和開(kāi)發(fā)一種綠色可再生能源，而太陽(yáng)能因其無(wú)污染、安全可靠、易獲得、取之不盡等優(yōu)點(diǎn)，而得到了世界各國(guó)的重視。在太陽(yáng)能的利用方式中，光伏發(fā)電是主要趨勢(shì)。隨著電力電子技術(shù)的提高，數(shù)字化控制技術(shù)的快速發(fā)展以及太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)成本的不斷下降，使得太陽(yáng)能光伏發(fā)電從補(bǔ)充能源逐漸向替代能源過(guò)度，有朝一日，必定會(huì)成為全球最主要的消耗能源之一。在太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏并網(wǎng)成為研究人員研究的熱點(diǎn)。 目前對(duì)太陽(yáng)能利用的一種比較新穎的方法是無(wú)逆流光伏并網(wǎng)。這種并網(wǎng)方式屬于不可調(diào)度式，系統(tǒng)中無(wú)儲(chǔ)能環(huán)節(jié)蓄電池，不僅可避免廢棄的蓄電池污染環(huán)境，而且還能提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的利用率，保證了光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出電能優(yōu)先給負(fù)載供電，而市政電網(wǎng)作為備用電源，補(bǔ)充供電。若光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的輸出電能大于負(fù)載所消耗的電能，也不會(huì)向多家電網(wǎng)饋入電量，這樣就不會(huì)干擾國(guó)家電網(wǎng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行?；谏鲜鰞?yōu)點(diǎn)，本文提出了一種基于無(wú)逆流聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的光伏發(fā)電并網(wǎng)控制系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并對(duì)系統(tǒng)的控制策略、硬件和軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入的研究。 1首先，對(duì)光伏發(fā)電原理進(jìn)行了研究，分析了光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、并網(wǎng)對(duì)其配電網(wǎng)的影響以及所涉及的關(guān)鍵技術(shù)； 2其次，研究了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的工作特性，詳細(xì)分析了三相并網(wǎng)逆變器的工作原理，確定了主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在兩相靜止坐標(biāo)系和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下建立了逆變器的數(shù)學(xué)模型。從逆變器的控制方式、逆變器的控制模型方面對(duì)逆變器進(jìn)行了分析，確定了并網(wǎng)逆變器控制策略。深入研究了SVPWM的控制技術(shù)和鎖相環(huán)技術(shù)； 3在硬件方面：首先搭建了系統(tǒng)的整體框架，再分別對(duì)各個(gè)部分的電路及其參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，控制電路選用的是芯片TMS320F28335；在軟件方面：首先設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的主程序、周期中斷子程序，再對(duì)中斷子程序如故障檢測(cè)與處理、軟件鎖相、A/D子程序、SVPWM子程序、保護(hù)中斷子程序等進(jìn)行了論述； 4最后利用MATLAB/SIMUlink建立系統(tǒng)仿真模型，通過(guò)仿真結(jié)果分析，驗(yàn)證了控制策略的可行性。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng) 逆變控制 無(wú)逆流 SVPWM控制 鎖相環(huán) Matlab/Simulink仿真
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 第1章 引言10-17
• 1.1 光伏發(fā)電技術(shù)的研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外光伏并網(wǎng)發(fā)電的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國(guó)外光伏并網(wǎng)發(fā)電研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)光伏并網(wǎng)發(fā)研究電現(xiàn)狀12-13
• 1.3 光伏并網(wǎng)發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)及前景13-15
• 1.3.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2 光伏發(fā)電前景15
• 1.4 本文研究的內(nèi)容15-17
• 第2章 光伏發(fā)電系統(tǒng)17-26
• 2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介17-20
• 2.2 光伏并網(wǎng)及其對(duì)配電網(wǎng)的影響20-23
• 2.3 并網(wǎng)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 并網(wǎng)逆變器的控制策略研究26-50
• 3.1 并網(wǎng)逆變器的要求及光伏并網(wǎng)技術(shù)發(fā)展歷程26-28
• 3.2 控制策略介紹28-30
• 3.3 三相光伏并網(wǎng)逆變器控制策略研究30-36
• 3.3.1 逆變器數(shù)學(xué)模型30-33
• 3.3.2 兩相靜止坐標(biāo)系下的控制策略分析33-36
• 3.4 SVPWM 算法36-44
• 3.4.1 空間矢量概念和理論基礎(chǔ)37-39
• 3.4.2 SVPWM 算法推導(dǎo)39-44
• 3.5 鎖相環(huán)44-48
• 3.5.1 鎖相環(huán)的理論基礎(chǔ)44-46
• 3.5.2 鎖相環(huán)的基本原理46-47
• 3.5.3 三相軟件鎖相環(huán)47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-50
• 第4章 硬件電路設(shè)計(jì)50-69
• 4.1 并網(wǎng)控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案50-51
• 4.2 直流控制單元的設(shè)計(jì)51-52
• 4.3 交流單元的設(shè)計(jì)52-57
• 4.3.1 主電路的設(shè)計(jì)52-55
• 4.3.2 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)55-56
• 4.3.3 緩沖電路的設(shè)計(jì)56-57
• 4.4 防逆流控制單元57-59
• 4.5 濾波電路設(shè)計(jì)59-62
• 4.5.1 LCL 型濾波電路分析60-61
• 4.5.2 LCL 濾波電路的參數(shù)設(shè)計(jì)61-62
• 4.6 逆變控制電路設(shè)計(jì)62-68
• 4.6.1 主控單元設(shè)計(jì)62-63
• 4.6.2 保護(hù)電路設(shè)計(jì)63-64
• 4.6.3 采用檢測(cè)單元設(shè)計(jì)64-67
• 4.6.4 串口通訊電路設(shè)計(jì)67-68
• 4.7 小結(jié)68-69
• 第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及仿真69-80
• 5.1 主程序的設(shè)計(jì)69-70
• 5.2 中斷子程序設(shè)計(jì)70-76
• 5.2.1 故障檢測(cè)與處理70-73
• 5.2.2 軟件鎖相環(huán)程序設(shè)計(jì)73-74
• 5.2.3 A/D 中斷程序設(shè)計(jì)74-75
• 5.2.4 保護(hù)中斷程序設(shè)計(jì)75-76
• 5.2.5 SVPWM 子程序模塊76
• 5.3 仿真76-77
• 5.4 仿真結(jié)果與分析77-79
• 5.5 本章小結(jié)79-80
• 第6章 總結(jié)與展望80-82
• 6.1 總結(jié)80
• 6.2 展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 致謝86-87
• 附錄87

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大容量光伏發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)與并網(wǎng)影響綜述    雷一;趙爭(zhēng)鳴;

三相光伏并網(wǎng)逆變器SVPWM電流控制技術(shù)研究    芮騏驊;杜少武;姜衛(wèi)東;趙欽;

三相并網(wǎng)逆變器的LCL濾波器設(shè)計(jì)    魏星;肖嵐;姚志壘;龔春英;

光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)字濾波無(wú)差拍控制算法研究    惠晶;謝偉;王思杰;

高性能并網(wǎng)逆變器數(shù)字控制技術(shù)研究    王寶誠(chéng);郭小強(qiáng);鄔偉揚(yáng);

基于dq變換的三相軟件鎖相環(huán)設(shè)計(jì)    吉正華;韋芬卿;楊海英;

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)孤島檢測(cè)技術(shù)研究    馮軻;賀明智;游小杰;鄭瓊林;

光伏并網(wǎng)策略及應(yīng)用研究    雷珽;艾芊;

TMS320F28335及其最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)    雷曉瑜;曹廣忠;

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響研究綜述    陳煒;艾欣;吳濤;劉輝;

小型光伏系統(tǒng)及其關(guān)鍵問(wèn)題研究    胡義華

三相并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行控制策略    劉飛

國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電站環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)析    朱林;吳菲;李健;

一種簡(jiǎn)化SVPWM控制的死區(qū)分析與補(bǔ)償方法    胡細(xì)波;王洪誠(chéng);王鈺涵;王秀娟;

基于DSP的三相光伏并網(wǎng)控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    陳雷;趙艷軍;石新春;張玉平;

三電平SVPWM的等效簡(jiǎn)化控制算法    劉繼權(quán);張茂松;

一種快速實(shí)用的電壓空間矢量脈寬調(diào)制算法    吳恒亮;陳藝峰;姚明;王南;

三相并網(wǎng)逆變器的雙環(huán)控制策略研究    劉飛;秦亮;孫建軍;查曉明;

一種三相SVPWM逆變器死區(qū)補(bǔ)償方法    曹興;戴鵬;夏帥;劉賀;于月森;

統(tǒng)一空間矢量PWM快速算法分析    文小玲;尹項(xiàng)根;

有源電力濾波器控制方法的分析比較    賀天元;

電流型光伏并網(wǎng)逆變器的關(guān)鍵技術(shù)研究    郭鵬;江智軍;胡煒;

The Sliding Mode Control Method of Grid-Connected Inverter Applied to Three-Phase Intermittent Power Supply    

永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)分析與削弱    吳茂剛;趙榮樣;

基于SVPWM簡(jiǎn)化算法的整流器仿真分析    孫海生;李含善;任永峰;

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;

30kW光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)設(shè)計(jì)和諧振抑制    石志學(xué);金傳付;王金峰;吉文杰;郭艷鵬;陳可;

光伏電站與配電網(wǎng)諧波交互影響    謝寧;羅安;馬伏軍;陳燕東;帥智康;

基于三電平變流器的儲(chǔ)能系統(tǒng)離網(wǎng)控制策略    蘇廣寧;趙玲;雷珽;陳常曦;車家杰;李景云;陳世峰;

基于LCL濾波器的光伏并網(wǎng)控制策略    吳玫蓉;陶順;肖湘寧;羅超;

儲(chǔ)能系統(tǒng)提高新能源發(fā)電接入電網(wǎng)能力研究    李木一;

分布式電源的概率建模及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響    王敏

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

并聯(lián)型有源電力濾波器諧波檢測(cè)及控制技術(shù)研究    謝斌

微網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行及控制策略研究    崔明勇

光伏發(fā)電系統(tǒng)及其控制技術(shù)研究    曹太強(qiáng)

低壓配電網(wǎng)有源電力濾波器關(guān)鍵技術(shù)研究    于晶榮

大功率三電平變頻器功率器件損耗研究    景巍

航空應(yīng)用三相高功率因數(shù)整流器研究    毛鵬

光伏發(fā)電高效利用的關(guān)鍵技術(shù)研究    肖華鋒

基于A型的剩余電流智能保護(hù)技術(shù)研究    張冠英

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的MPPT及孤島檢測(cè)新方法的研究    于希洋

統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器檢測(cè)及控制方法的研究    呂翠玉

基于矢量控制的純電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究    王迪

基于逆變電流源的電感和電阻測(cè)量方法研究    王金煒

有源電力濾波裝置中LC濾波器改進(jìn)設(shè)計(jì)的研究    夏廷君

一種帶有前饋重復(fù)濾波器的三相并網(wǎng)逆變器研究    陳基鋒

大型光伏電站接入電網(wǎng)的技術(shù)和特性研究    張琪祁

單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究    張海鈺

基于浮點(diǎn)DSP TMS320F28335的交流伺服控制系統(tǒng)研究    陳智勇

基于GPRS無(wú)線通訊的水下滑翔機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究    胡任

各國(guó)光伏路線圖與光伏發(fā)電的進(jìn)展    楊金煥;鄒乾林;談?shì)碓?葛亮;陳中華;

我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀簡(jiǎn)析之一    李雷;

光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的無(wú)功及諧波電流檢測(cè)與補(bǔ)償    楊立永;王周龍;田紅芳;

最大功率跟蹤的光伏并網(wǎng)逆變器研究    楊海柱,金新民

小功率單相并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)電流的比例諧振控制    馬琳;金新民;唐芬;梁京哲;

光伏并網(wǎng)技術(shù)與市場(chǎng)——現(xiàn)狀與發(fā)展    尹璐;趙爭(zhēng)鳴;

光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)控制技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展(上)    查曉明;劉飛;

太陽(yáng)能電池技術(shù)發(fā)展與市場(chǎng)    高中勝;朱剛;

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響及相關(guān)需求分析    楊衛(wèi)東;薛峰;徐泰山;方勇杰;李碧君;

三相PWM整流器空間矢量控制簡(jiǎn)化算法的研究    浦志勇,黃立培,吳學(xué)智

基于Z拓?fù)涞墓夥⒕W(wǎng)逆變器研究    程如岐

小型光伏系統(tǒng)及其關(guān)鍵問(wèn)題研究    胡義華

光伏水泵系統(tǒng)及其控制的研究    蘇建徽

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)系統(tǒng)的分析與研究    王飛

太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與控制策略研究    董密

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

光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變技術(shù)研究    吳春華

光伏發(fā)電并網(wǎng)與并聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)研究    余蜜

三相光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器研究與設(shè)計(jì)    王日明

光伏發(fā)電系統(tǒng)的蒙特卡羅序貫仿真和可靠性分析    陳閩江

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究    張化德

不對(duì)稱電網(wǎng)故障下PWM整流器的控制策略的研究    何鳴明

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

風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題研究    陳赟

三電平光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略研究    張健

微電網(wǎng)中光伏發(fā)電動(dòng)態(tài)特性研究    閆立偉

推進(jìn)光伏并網(wǎng)發(fā)電與建筑結(jié)合的應(yīng)用    高紀(jì)慶

戶用光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    鄭詩(shī)程,丁明,蘇建徽,茆美琴

1kW光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)    楊軍;金新民;童亦斌;

基于DSP的單相光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)    吳振宇;耿興華;馮林;趙亮;

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)勵(lì)磁涌流抑制方法研究    蘇小玲;韓民曉;劉海軍;

基于DSP的小功率光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)    楊軍;金新民;童亦斌;

基于DSP的小功率光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)    楊軍;金新民;童亦斌;

基于PV-IPM的光伏并網(wǎng)逆變器    相海濤;蔣海江;馬翠姣;宋高升;

基于DSP的光伏并網(wǎng)逆變器研究    謝子青;

光伏并網(wǎng)多個(gè)逆變器并聯(lián)運(yùn)行控制及實(shí)現(xiàn)    張永生;楊海柱;

不可調(diào)度式單相光伏并網(wǎng)裝置的平波電容容量的選擇    沈玉梁;蘇建徽;趙為;余世杰;王斯成;王德鄰;

單相光伏并網(wǎng)裝置主功率器件單極性安全切換模式    沈玉梁;余世杰;蘇建徽;趙為;王斯成;王德鄰;

單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)及其反孤島策略的仿真研究    褚小莉;余曉東;

PI控制算法和預(yù)測(cè)控制算法在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用    趙為;沈玉梁;余世杰;蘇建徽;

自主研制的10kW太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)    于元;張志文;王文靜;劉波;

三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真    陶曉峰;吳紅斌;

單相非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器中共模電流抑制的研究    孫龍林;張興;許頗;趙為;曹仁賢;

基于DSP芯片的多功能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)    趙為;余世杰;沈玉梁;蘇建徽;王斯成;王德鄰;

一種三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的雙模運(yùn)行控制策略    周彥;段善旭;劉飛;殷進(jìn)軍;劉邦銀;

基于電壓正反饋的逆變器并網(wǎng)孤島檢測(cè)技術(shù)    林東棟;余曉東;楊益金;

給點(diǎn)兒陽(yáng)光就“燦爛”    楊朝暉

節(jié)能建筑：給點(diǎn)兒陽(yáng)光就“燦爛”    楊朝暉

呼吁推動(dòng)光伏建筑一體化    張濤

世界級(jí)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)在深圳建成    王明毅

陽(yáng)光“增色”北京奧運(yùn)    本報(bào)記者 汪紅蕾

光伏建筑一體促進(jìn)節(jié)能    本報(bào)記者 唐沙

“太陽(yáng)神”為可持續(xù)發(fā)展聚能    記者 楊川梅

太陽(yáng)能電池呼喚政策春風(fēng)    魏?jiǎn)?/span>

探訪國(guó)產(chǎn)太陽(yáng)能并網(wǎng)光伏電站    本報(bào)記者文雯

讓“太陽(yáng)能文化”家喻戶曉    過(guò)國(guó)忠

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

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

基于Z源型逆變器的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    許頗

單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的分析與研究    王飛

電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)器（UPQC）及其控制策略研究    張國(guó)榮

Z-源變流器關(guān)鍵技術(shù)的研究    丁新平

基于Z源網(wǎng)絡(luò)的三端口光伏系統(tǒng)研究    高志強(qiáng)

PWM整流器及其控制策略的研究    張興

獨(dú)立光伏系統(tǒng)中蓄電池管理的研究    歐陽(yáng)名三

光伏并網(wǎng)控制方法和系統(tǒng)的研究    汪進(jìn)進(jìn)

嵌入式網(wǎng)關(guān)研究及在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用    劉昊鈺

基于LCL的多功能光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)研究    趙威

LCL型單相光伏并網(wǎng)逆變器控制策略的研究    張小娥

基于LCL的光伏并網(wǎng)諧波抑制技術(shù)研究    李子龍

基于DSP+FPGA的三電平光伏并網(wǎng)逆變器控制研究    張軍

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其控制策略的研究    李征

基于無(wú)逆流聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的光伏發(fā)電并網(wǎng)控制系統(tǒng)的研究    鄧命

三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其控制算法研究    王健

單相光伏并網(wǎng)逆變器的研制    張凌