單相準Z源光伏并網(wǎng)逆變器研究

【摘要】：在分布式發(fā)電系統(tǒng)中，光伏并網(wǎng)逆變器是太陽能電池板與電網(wǎng)的連接橋梁，具有不可替代的作用。本文基于單相準Z源逆變器拓撲，分析了它的優(yōu)缺點，提出了相應(yīng)的控制策略，搭建了硬件平臺。實驗證明，該逆變器能時刻捕捉太陽能電池板的最大功率點，以單位功率因數(shù)向電網(wǎng)供電，并具有孤島保護的功能。 首先，本文在詳細分析準Z源逆變器的各種工作狀態(tài)后，對主拓撲中的電感和電容參數(shù)進行了合理設(shè)計，并針對輸出要求，設(shè)計了輸出濾波器，搭建了系統(tǒng)的硬件平臺。 其次，本文詳細分析了準Z源逆變器的控制策略，采用簡單升壓調(diào)制法，以單極性SPWM調(diào)制方式，插入了預(yù)期的直通狀態(tài)，實現(xiàn)了升降壓的目的；提出了一種基于擾動觀察法直接控制直通占空比的控制策略，完成了MPPT的功能；采用了電壓電流雙環(huán)控制策略，控制有源占空比，實現(xiàn)了以單位功率因數(shù)向電網(wǎng)饋電的目的。 然后，針對并網(wǎng)逆變器的幾種鎖相環(huán)技術(shù)進行了對比分析，結(jié)合單相同步鎖相環(huán)以及三相同步鎖相環(huán)的優(yōu)缺點，提出了一種虛擬三相同步鎖相環(huán)方法，并建立了該鎖相環(huán)的環(huán)路模型，進行了穩(wěn)定性分析，設(shè)計了控制器參數(shù)，最后給出了仿真和實際運行結(jié)果，證明了該鎖相環(huán)具有較好的工作性能。 最后，針對準Z源逆變器，設(shè)計并實現(xiàn)了基于過/欠壓、過/欠頻的被動孤島和主動移頻法的主動孤島相結(jié)合的控制方式，實現(xiàn)了孤島保護功能。 【關(guān)鍵詞】：準Z源逆變器 直通占空比 有源占空比 鎖相環(huán) 孤島保護
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 課題的來源及研究的目的和意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析8-13
• 1.2.1 Z 源的提出及優(yōu)缺點8-9
• 1.2.2 準 Z 源的提出及優(yōu)缺點9-10
• 1.2.3 Z 源及準 Z 源的改進拓撲10-13
• 1.3 Z 源調(diào)制方式13-14
• 1.4 Z 源控制策略14-17
• 1.5 本課題研究的內(nèi)容17-18
• 第2章 準 Z 源逆變器主拓撲研究及參數(shù)設(shè)計18-25
• 2.1 引言18
• 2.2 準 Z 源逆變器工作狀態(tài)分析18-20
• 2.3 準 Z 源逆變器拓撲參數(shù)設(shè)計20-24
• 2.3.1 準 Z 源阻抗網(wǎng)絡(luò)電感與電容設(shè)計20-22
• 2.3.2 準 Z 源逆變器輸出濾波器的設(shè)計22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 準 Z 源逆變器控制策略的研究及實現(xiàn)25-35
• 3.1 引言25
• 3.2 準 Z 源逆變器調(diào)制方式的分析及實現(xiàn)25-27
• 3.3 準 Z 源逆變器整體控制策略分析27-29
• 3.4 準 Z 源逆變器控制器的設(shè)計29-34
• 3.4.1 準 Z 源逆變器電流環(huán)控制器設(shè)計29-31
• 3.4.2 準 Z 源電容電壓環(huán)控制器設(shè)計31-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第4章 準 Z 源逆變器鎖相環(huán)方法研究35-49
• 4.1 引言35
• 4.2 鎖相環(huán)原理35-41
• 4.2.1 過零檢測法37
• 4.2.2 延遲 90°同步鎖相法37-38
• 4.2.3 反 park 變換同步鎖相法38-39
• 4.2.4 希爾伯特變換同步鎖相法39
• 4.2.5 SOGI 變換同步鎖相法39-40
• 4.2.6 虛擬三相同步鎖相法40-41
• 4.3 虛擬三相同步鎖相法控制器設(shè)計41-44
• 4.3.1 環(huán)路模型41-42
• 4.3.2 穩(wěn)定性分析42
• 4.3.3 控制器參數(shù)設(shè)計及仿真結(jié)果分析42-44
• 4.4 鎖相環(huán)的實現(xiàn)及結(jié)果分析44-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第5章 準 Z 源逆變器的實現(xiàn)及實驗結(jié)果49-59
• 5.1 引言49
• 5.2 MPPT 的實現(xiàn)49-54
• 5.2.1 MPPT 簡介49-50
• 5.2.2 準 Z 源逆變器 MPPT 控制策略分析50-51
• 5.2.3 MPPT 的硬件及軟件實現(xiàn)51
• 5.2.4 MPPT 實驗結(jié)果分析51-54
• 5.3 準 Z 源逆變器孤島控制策略分析及實現(xiàn)54-57
• 5.3.1 被動孤島的實現(xiàn)及實驗結(jié)果54-55
• 5.3.2 主動孤島的實現(xiàn)及實驗結(jié)果55-57
• 5.4 本章小結(jié)57-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻60-65
• 致謝65

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