微型光伏逆變器拓?fù)涞脑O(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究

【摘要】：隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們生活水平的提高，人均壽命的延長(zhǎng)，世界人口越來(lái)越多，對(duì)能源的消耗日益增加，能源危機(jī)也越來(lái)越嚴(yán)峻。因此，尋找、研究和開發(fā)新能源越來(lái)越緊迫，而太陽(yáng)能光伏發(fā)電作為新能源太陽(yáng)能的一種利用形式，有很好的發(fā)展前景，引起了人們的廣泛關(guān)注。 本文首先介紹了光伏發(fā)電的背景與意義。然后介紹了光伏并網(wǎng)逆變器的研究現(xiàn)狀，主要包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、MPPT控制策略和孤島檢測(cè)。最后，針對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器中的微型光伏并網(wǎng)逆變器做了論述，分析了微型光伏并網(wǎng)逆變器的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展現(xiàn)狀。 針對(duì)本文所設(shè)計(jì)的微型光伏并網(wǎng)逆變器，給出了其整體結(jié)構(gòu)框圖，對(duì)主電路硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，并詳細(xì)介紹了主電路各部分的工作原理。本文所設(shè)計(jì)的逆變器采用隔離型DC/AC/AC/DC/AC多級(jí)結(jié)構(gòu)，主電路主要由前級(jí)高頻變換橋、高頻變壓器、整流橋、LC濾波電路和后級(jí)工頻變換橋組成。最后給出了檢測(cè)電路、箝位電路和驅(qū)動(dòng)電路的硬件結(jié)構(gòu)，并簡(jiǎn)要分析了其工作原理。 針對(duì)本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，給出了整體控制框圖，分析其控制策略，包括電網(wǎng)電壓的數(shù)字鎖相、最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）、并網(wǎng)控制策略和孤島檢測(cè)等。本文給出了一種準(zhǔn)確鎖定電網(wǎng)電壓相位的方法，解決了因硬件濾波和數(shù)字計(jì)算工程所帶來(lái)的相位延遲的問(wèn)題，可以準(zhǔn)確做到零延遲鎖相。 最后，對(duì)本文所設(shè)計(jì)的微型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，搭建基于物理模型的仿真平臺(tái)，使仿真平臺(tái)各參數(shù)盡可能的接近實(shí)際的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)仿真來(lái)論證硬件電路的合理性和并網(wǎng)控制策略的可行性。通過(guò)仿真，找出系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的不足，根據(jù)仿真結(jié)果來(lái)進(jìn)一步對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的工作量。對(duì)本文所設(shè)計(jì)的微型光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證本文所設(shè)計(jì)的方案的可行性，以及理論分析的正確性。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 微型并網(wǎng)逆變器 箝位電路 控制策略 數(shù)字控制
【學(xué)位授予單位】：西安工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1. 緒論7-15
• 1.1. 光伏發(fā)電的背景與意義7-8
• 1.2. 光伏并網(wǎng)逆變器的研究現(xiàn)狀8-12
• 1.2.1. 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與工作原理8-9
• 1.2.2. MPPT 跟蹤策略9-11
• 1.2.3. 孤島檢測(cè)的概述11-12
• 1.3. 微型光伏并網(wǎng)逆變器12-14
• 1.3.1. 微型光伏并網(wǎng)逆變器優(yōu)勢(shì)12-13
• 1.3.2. 微型光伏并網(wǎng)逆變器發(fā)展13-14
• 1.4. 本文的主要研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排14-15
• 2. 微型光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其工作原理15-21
• 2.1. 整體結(jié)構(gòu)框圖15
• 2.2. 前級(jí)變換橋原理15-19
• 2.3. 高頻變壓器和整流橋工作原理19-20
• 2.4. 后級(jí)變換橋工作原理20
• 2.5. 本章小結(jié)20-21
• 3. 硬件電路設(shè)計(jì)21-35
• 3.1. 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)21-22
• 3.2. 光伏組件輸入濾波電容22-25
• 3.3. 高頻變壓器25-27
• 3.4. 前后級(jí)變換橋及整流橋27-28
• 3.5. 過(guò)電壓箝位電路28-30
• 3.6. 驅(qū)動(dòng)電路30-31
• 3.7. 檢測(cè)電路31-34
• 3.8. 本章小結(jié)34-35
• 4. 控制系統(tǒng)35-45
• 4.1. 整體控制框圖35
• 4.2. 電網(wǎng)電壓數(shù)字鎖相35-38
• 4.3. 最大功率點(diǎn)跟蹤38-40
• 4.4. 并網(wǎng)控制策略40-42
• 4.5. 孤島檢測(cè)42-44
• 4.6. 本章小結(jié)44-45
• 5. 仿真研究45-53
• 5.1. 主電路仿真平臺(tái)45-47
• 5.2. 開環(huán)系統(tǒng)仿真47-48
• 5.3. 閉環(huán)系統(tǒng)仿真48-49
• 5.4. 離散仿真49-51
• 5.5. 本章小結(jié)51-53
• 6. 實(shí)驗(yàn)研究53-59
• 6.1. 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)53
• 6.2. 正方向單極性 SPWM 波實(shí)驗(yàn)53-55
• 6.3. 開環(huán)和閉環(huán)實(shí)驗(yàn)55
• 6.4. 啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)55-57
• 6.5. 孤島檢測(cè)實(shí)驗(yàn)57-58
• 6.6. 本章小結(jié)58-59
• 7. 總結(jié)與展望59-61
• 7.1. 總結(jié)59
• 7.2. 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄65-68
• 致謝68

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