基于內(nèi)高頻鏈的光伏并網(wǎng)逆變器的研究與設(shè)計

【摘要】：能源一直以來都受到人類的關(guān)注，尤其今年的大氣污染問題，更敦促我們探索新型無污染的動力源。而電能是驅(qū)動工業(yè)發(fā)展和維系日常生活的動力，火力發(fā)電、蓄電池等對環(huán)境的危害巨大，相反太陽能、風(fēng)能是可以被利用的無污染能源?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)的出現(xiàn)，成功的將太陽能轉(zhuǎn)換為人類所需要的電能，于是光伏發(fā)電技術(shù)成了電力轉(zhuǎn)換技術(shù)的研究方向之一。 論文首先分析研究了光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)和高頻鏈技術(shù)的國內(nèi)外相關(guān)情況，將這兩項電路拓?fù)湔希岢鲆环N基于內(nèi)高頻鏈的光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)洹８哳l鏈環(huán)節(jié)為并網(wǎng)逆變提供穩(wěn)定的且有足夠幅值的輸入電壓，其中高頻變壓器的應(yīng)用能大大減小整機(jī)體積和重量。并將移相軟開關(guān)技術(shù)應(yīng)用到高頻鏈環(huán)節(jié)，從而有效的減小開關(guān)管在高頻下的功率損耗。 然后根據(jù)課題目標(biāo)和主電路拓?fù)溥M(jìn)行控制策略的研究分析。高頻鏈環(huán)節(jié)通過改變相位差來控制直流母線輸出并實現(xiàn)光伏最大功率跟蹤。并網(wǎng)逆變環(huán)節(jié)采用電流控制方案，文章分析比較了電流控制策略，對電容電流、并網(wǎng)電流雙閉環(huán)加電網(wǎng)電壓前饋的控制方案建立了數(shù)學(xué)模型，最終實現(xiàn)并網(wǎng)電流和電網(wǎng)電壓的同步。 基于以上工作，設(shè)計了一套基于DSP控制系統(tǒng)的5KW內(nèi)高頻鏈光伏并網(wǎng)逆變器。論文介紹了主電路部分和控制系統(tǒng)的設(shè)計工作，并從TMS320LF2407的零點捕獲、中斷控制、PWM波形的產(chǎn)生、通訊顯示等軟件程序詳細(xì)論述了并網(wǎng)實現(xiàn)過程。 最后搭建了基于內(nèi)高頻鏈的光伏并網(wǎng)逆變器硬件平臺，完成了硬件設(shè)計和部分軟件設(shè)計，進(jìn)行試驗調(diào)試，給出了部分實驗圖和并網(wǎng)波形，初步驗證了課題研究內(nèi)容。 【關(guān)鍵詞】：高頻鏈 軟開關(guān) 并網(wǎng)逆變器 DSP
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r12-16
• 1.2.1 并網(wǎng)逆變器的研究12-13
• 1.2.2 高頻鏈技術(shù)的發(fā)展13-16
• 1.2.3 內(nèi)高頻鏈的光伏并網(wǎng)逆變器16
• 1.3 本課題主要研究內(nèi)容16-18
• 第二章 高頻鏈環(huán)節(jié)的研究分析18-32
• 2.1 內(nèi)高頻鏈逆變器的拓?fù)浞治?/span>18-20
• 2.1.1 內(nèi)高頻鏈逆變技術(shù)的分類18-19
• 2.1.2 本文采用的電路拓?fù)?/span>19-20
• 2.2 逆變器調(diào)制技術(shù)的比較分析20-23
• 2.2.1 SPWM 調(diào)制技術(shù)20-22
• 2.2.2 相位調(diào)制 PWM 技術(shù)22-23
• 2.3 軟開關(guān)技術(shù)的分析應(yīng)用23-28
• 2.3.1 全橋變換器分析23-25
• 2.3.2 運(yùn)行模式分析25-26
• 2.3.3 軟開關(guān)的實現(xiàn)26-28
• 2.4 仿真分析28-31
• 2.4.1 相位控制仿真28-30
• 2.4.2 軟開關(guān)仿真30-31
• 2.4.3 仿真結(jié)果分析31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的控制策略分析32-48
• 3.1 內(nèi)高頻鏈環(huán)節(jié)的控制分析32-33
• 3.2 并網(wǎng)逆變器的控制分析33-39
• 3.2.1 并網(wǎng)逆變器的控制概述33-37
• 3.2.2 鎖相環(huán)研究37-39
• 3.3 并網(wǎng)逆變器控制策略的數(shù)學(xué)模型39-44
• 3.3.1 單一電流雙閉環(huán)控制的研究分析39-42
• 3.3.2 加入電壓前饋補(bǔ)償策略42-43
• 3.3.3 仿真分析43-44
• 3.4 孤島檢測分析44-47
• 3.4.1 孤島檢測方法分析44-46
• 3.4.2 本文的孤島檢測及其仿真46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第四章 內(nèi)高頻鏈光伏并網(wǎng)逆變器的硬件實現(xiàn)48-57
• 4.1 系統(tǒng)概述48-49
• 4.2 高頻鏈電路設(shè)計49-53
• 4.2.1 功率器件選擇49-50
• 4.2.2 高頻變壓器50-51
• 4.2.3 并聯(lián)諧振電容51
• 4.2.4 直流母線電容51-52
• 4.2.5 輸出 LCL 濾波電路52-53
• 4.3 控制系統(tǒng)電路設(shè)計53-56
• 4.3.1 DSP 電平轉(zhuǎn)換53
• 4.3.2 采樣調(diào)理電路53-55
• 4.3.3 隔離驅(qū)動電路55-56
• 4.3.4 通訊電路56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 內(nèi)高頻并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的數(shù)字實現(xiàn)57-70
• 5.1 總體概述57-59
• 5.1.1 DSP 芯片系統(tǒng)配置57-58
• 5.1.2 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計58-59
• 5.2 中斷程序59-63
• 5.2.1 AD 轉(zhuǎn)換模塊60-61
• 5.2.2 數(shù)字鎖相61-63
• 5.3 算法子程序63-65
• 5.4 PWM 脈沖波形65-68
• 5.4.1 移相脈沖的產(chǎn)生65-66
• 5.4.2 SPWM 波形產(chǎn)生66-68
• 5.5 通訊子程序68-69
• 5.6 本章小結(jié)69-70
• 第六章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析70-75
• 6.1 高頻鏈變換器的測試70-72
• 6.2 并網(wǎng)逆變實驗72-74
• 6.3 本章小結(jié)74-75
• 第七章 總結(jié)與展望75-77
• 7.1 本文總結(jié)75
• 7.2 展望75-77
• 致謝77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 附錄82-83
• 攻碩期間取得的成果83-84

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最大功率跟蹤的光伏并網(wǎng)逆變器研究    楊海柱,金新民

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國內(nèi)外光伏發(fā)電的新進(jìn)展    昌金銘;

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無功補(bǔ)償技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)孤島檢測中的應(yīng)用    禹華軍,潘俊民

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IR2110在驅(qū)動大中功率IGBT模塊中的應(yīng)用    陶海敏,何湘寧

高頻鏈逆變技術(shù)發(fā)展綜述    孫向東;鐘彥儒;

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基于DSP帶同步鎖相的逆變器控制    林征宇,吳建德,何湘寧

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

高頻鏈技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用    張國娟;張代潤;

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基于高頻鏈技術(shù)的逆變電源設(shè)計    戶永清;

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三管單級雙向電流源高頻鏈逆變拓?fù)溲芯?nbsp;   蔡可健;

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倍頻同步的高頻鏈變換器鋸齒形載波發(fā)生電路    閆朝陽;張微;張東;鄔偉揚(yáng);

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基于PDM控制的三相全橋高頻鏈變換器的研究    李玥;馬憲民;

帶漏感的單極性移相控制高頻鏈逆變器的研究    胡歡;段善旭;包健剛;劉邦銀;殷進(jìn)軍;

單相高頻鏈矩陣式逆變器SPWM調(diào)制研究    閆朝陽;賈民立;張坤;鄔偉揚(yáng);

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基于HPWM調(diào)制策略的高頻鏈矩陣式變換器研究    閆朝陽;賈民立;李亞立;鄔偉揚(yáng);

準(zhǔn)單級高頻鏈逆變電源控制及并網(wǎng)技術(shù)研究    趙清林

單級高頻鏈逆變技術(shù)研究    李偉

組合式軟開關(guān)高頻鏈逆變器的研究    孫向東

高頻鏈逆變電源設(shè)計    徐林鵬

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高頻鏈車載逆變電源的研究與設(shè)計    張敏

一類具有高頻鏈的數(shù)字式逆變電源的研究    丁金剛

基于極點配置的電壓型高頻鏈逆變電源控制技術(shù)研究    谷曉斌

單極性電壓源高頻鏈逆變電源的研制    肖站

單向電壓型高頻鏈逆變電源    劉祥

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基于內(nèi)高頻鏈的光伏并網(wǎng)逆變器的研究與設(shè)計    劉倩