Z源光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的研究

【摘要】：隨著能源危機，環(huán)境污染問題日益突出，太陽能光伏行業(yè)近些年來得到了發(fā)展迅猛，所以對以光伏發(fā)電的并網(wǎng)逆變技術(shù)的研究也是也來越迫切。傳統(tǒng)的光伏逆變器系統(tǒng)電路拓撲復雜，效率低下，而本文以美國密西根大學彭方正教授2002年提出的Z源逆變器為研究對象，提出了一種新型的光伏發(fā)電并網(wǎng)控制系統(tǒng)——Z源光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)。本文主要做了以下的研究： 首先對Z源逆變器的拓撲及工作原理進行分析。在直流電源與逆變器之間增加了一個Z源網(wǎng)絡(luò)，Z源網(wǎng)絡(luò)是由兩個參數(shù)相同的電容和兩個電感交叉構(gòu)成。通過與傳統(tǒng)逆變器的研究比對，從而得出了Z源光伏并網(wǎng)逆變器的優(yōu)點。應用電路原理分析了Z源光伏并網(wǎng)逆變器主電路拓撲，根據(jù)自動控制原理建立數(shù)學模型，把Z源光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)簡化為Z源網(wǎng)絡(luò)和逆變器兩部分的數(shù)學模型來等效建模。 本文給出了Z源逆變器的總體控制方案的，提出了一種空間矢量脈沖寬度調(diào)制（SVPWM）控制技術(shù)，根據(jù)Z源逆變器直通零狀態(tài)和傳統(tǒng)零狀態(tài)對負載作用效果，每個載波周期內(nèi)將一部分傳統(tǒng)零狀態(tài)作用時間直接由直通零狀態(tài)來代替而生成Z源逆變器的SVPWM控制，即得出了空間矢量PWM控制，更為高效和可靠。 根據(jù)光伏電池陣列的輸出特性，最后本確定了擾動觀察法的MPPT控制方法，由仿真圖中得知，只要選取適當?shù)臄_動步長，那么改進的擾動觀察法POb具有很好的跟蹤特性，是輸出始終在最大功率點附近，從而提高了發(fā)電效率。 最后用MATLAB/SIMUlink中的SimPowerSystems建立了電壓型Z源逆變系統(tǒng)的仿真平臺，進行仿真實驗，仿真結(jié)果表明了Z源光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)具有不可比擬的優(yōu)越性，逆變器輸出的交流電壓具有很好正弦特性，滿足并網(wǎng)電壓電流的諧波特性，從而驗證了控制系統(tǒng)的優(yōu)良性能。 【關(guān)鍵詞】：Z源逆變器 最大功率點跟蹤MPPT 空間矢量脈寬調(diào)制 直通零狀態(tài)
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 課題的研究背景及意義8-13
• 1.1.1 國內(nèi)外太陽能發(fā)電現(xiàn)狀8-12
• 1.1.2 光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)12-13
• 1.2 Z 源光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)13-17
• 1.2.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電原理13-14
• 1.2.2 傳統(tǒng)并網(wǎng)逆變器14-16
• 1.2.3 目前光伏并網(wǎng)逆變器所面臨的問題16-17
• 1.3 Z 源逆變器的提出17
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容17-20
• 2 Z 源逆變器的工作原理及數(shù)學建模20-38
• 2.1 傳統(tǒng)逆變器工作原理20-23
• 2.1.1 傳統(tǒng)電壓源逆變器工作原理20-21
• 2.1.2 傳統(tǒng)電流源逆變電路工作原理21-23
• 2.2 Z 源逆變器的工作原理23-27
• 2.2.1 Z 源逆變器的直通模式25-26
• 2.2.2 Z 源逆變器的非直通模式26-27
• 2.3 Z 源逆變器的建模27-35
• 2.4 Z 源逆變器的整體建模35-36
• 2.5 本章總結(jié)36-38
• 3 Z 源逆變器的 PWM 控制38-48
• 3.1 Z 源光伏并網(wǎng)逆變器控制方案38-39
• 3.2 正弦脈寬調(diào)制(SPWM)技術(shù)39-41
• 3.2.1 單極性的正弦脈寬調(diào)制（SPWM）40
• 3.2.2 雙極性的正弦脈寬調(diào)制40-41
• 3.3 Z 源逆變器的調(diào)制41-43
• 3.4 SVPWM 調(diào)制算法43-44
• 3.5 SVPWM 建模分析44-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 4 最大功率點跟蹤方法48-60
• 4.1 光伏電池的基本特性48-50
• 4.2 最大功率跟蹤技術(shù)50-54
• 4.2.1 恒定電壓跟蹤法(Constant Voltage Tracking，CVT)50-51
• 4.2.2 電導增量法（Incremental Conductance，IC）51-52
• 4.2.3 開路電壓法(Open Circuit Voltage，OCV)52-53
• 4.2.4 短路電流脈沖法（SC）53-54
• 4.3 擾動觀察法(Perturbation and Observation，P&O)54-56
• 4.4 擾動觀察法仿真分析56-59
• 4.5 結(jié)論59-60
• 5 Z 源光伏并網(wǎng)逆變器 MATLAB 仿真60-68
• 5.1 Z 源逆變系統(tǒng)中主要元器件60-62
• 5.1.1 功率開關(guān)管 IGBT60-61
• 5.1.2 電壓電流檢測61-62
• 5.2 電力電子電路仿真分析62-66
• 5.3 本章小結(jié)66-68
• 6 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 總結(jié)68-69
• 6.2 展望69-70
• 致謝70-72
• 參考文獻72-76
• 附錄：碩士研究生階段研究及獲獎成果76-77
• 發(fā)表論文76
• 專利申請76
• 著作76-77
• 獲獎成果77

您可以在本站搜索以下學術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

基于電流解耦控制的三相電壓型PWM整流系統(tǒng)分析與設(shè)計(英文)    屈莉莉;楊兆華;秦憶;張波;

直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)的三相Z源并網(wǎng)逆變器建模與控制    李杰;王得利;陳國呈;宋丹;馬祎煒;

光伏發(fā)電與資源環(huán)境    陳諾夫;白一嗚;

Z源逆變器空間矢量控制的DSP實現(xiàn)    顧斌;錢照明;房緒鵬;高奇;

Z源逆變器光伏并網(wǎng)系統(tǒng)模型及電路參數(shù)設(shè)計    田國勝;田艷兵;丁新平;張民;

Z源變頻調(diào)速系統(tǒng)及其空間矢量PWM控制方法    顧斌,錢照明,房緒鵬,高奇,彭方正

Z源升壓變換器    王利民;錢照明;彭方正;

薄膜太陽電池技術(shù)進展及市場前景    劉春娜;

三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制研究    鮑鵬;王奔;鄒超;范冕;

光伏電池最大功率點跟蹤方法的發(fā)展研究    程啟明;程尹曼;汪明媚;倪仁杰;

幾種無功補償技術(shù)的分析和比較    楊孝志;

基于SOPC的SVPWM波形研究    丁桂曉;吳星明;劉敬猛;

風力發(fā)電并網(wǎng)逆變器的前饋解耦控制    李正熙;鄭春雨;樊生文;

基于Lyapunov理論的交流傳動系統(tǒng)建模和穩(wěn)定性分析    刁利軍;劉志剛;孫大南;賈利民;

基于CANopen的能饋式供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制研究    梅櫻;劉志剛;張鋼;王磊;全恒立;

基于SVPWM高功率因數(shù)整流器的建模與仿真    張樹團;張凱;李靜;

基于DSP的三相電壓型整流器    張樹團;高艷麗;楊祥紅;翟鴻君;

基于變阻尼的電壓型PWM整流器無源控制研究    夏培容;尹怡欣;王久和;張金龍;

擴張狀態(tài)觀測器在電壓型PWM整流器中的應用    田香軍;王久和;唐義;閆健;

基于模糊控制的智能溫度平臺設(shè)計    許曉飛;彭書華;陳雯柏;

一種新型電動汽車智能充電機的研制    胡春雨;李武峰;嚴輝;

基于STM32純電動汽車電驅(qū)控制研究    胡偉明;

基于積分滑?？刂频娜娖紹uck變換器    黃悅?cè)A;

PWM整流器直接功率控制的新型調(diào)制策略    鄭征;王聰;趙煥;

Direct Power Control of Voltage Source Rectifier    

采用電流內(nèi)模解耦和電壓二自由度內(nèi)?？刂频腜WM整流器    周淵深;

PWM整流器新型控制策略研究    鄭征;鄒瑾;

基于內(nèi)?？刂频墓β蕛?nèi)環(huán)和電容能量外環(huán)的PWM整流器    周淵深;李雪龍;

無刷直流電動機控制中的幾個技術(shù)問題分析    馬瑞卿;劉衛(wèi)國;

帶負載電流前饋的三相電壓型PWM整流器的控制策略研究    高立東;陳阿蓮;杜春水;張承慧;

數(shù)字化PWM逆變系統(tǒng)控制關(guān)鍵技術(shù)研究及其應用    楊金輝

SOFC固體氧化物燃料電池分布式發(fā)電系統(tǒng)仿真及其潮流計算    劉楊華

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

多繞組變壓器式可調(diào)電抗的研究與應用    田軍

基于Z拓撲的光伏并網(wǎng)逆變器研究    程如岐

基于并網(wǎng)逆變器電能質(zhì)量與變換效率的若干關(guān)鍵技術(shù)研究    楊波

新型可編程電液比例控制器關(guān)鍵技術(shù)研究    聶勇

非并網(wǎng)風電直供系統(tǒng)方案設(shè)計及控制策略研究    劉慧芳

變轉(zhuǎn)速泵控差動缸及低能耗注塑機技術(shù)研究    張紅娟

永磁風力發(fā)電機分布式直流并網(wǎng)變流器的研究與實現(xiàn)    張洪陽

基于DSP的交流異步電動機變頻調(diào)速技術(shù)研究    楊亮

基于FPGA的跑步機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計研究    高圓圓

電流型Z源逆變器主電路控制策略研究    翟清震

阻抗源能饋型交流電子負載的研究    董云連

寬頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計及精度分析    史大偉

海洋潛器全方位推進器主軸控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)    王嘉男

三相大功率PWM整流器系統(tǒng)的研究    張曉峻

多模塊并聯(lián)DC/AC電力變換技術(shù)研究    呂世家

三相AC/DC功率因數(shù)校正技術(shù)的研究    鄧長吉

海洋潮流能發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)型逆變器設(shè)計研究    劉強

一種改進的生成SPWM波形的等面積算法    廖曉鐘,金英

SVPWM技術(shù)在單相逆變電源中的應用    易龍強;戴瑜興;

一種完全基于兩電平空間矢量調(diào)制的三電平空間矢量調(diào)制算法    姜衛(wèi)東;王群京;陳權(quán);史曉鋒;

基于模糊控制的最大功率點跟蹤方法研究    任碧瑩;鐘彥儒;孫向東;同向前;

太陽能光伏技術(shù)的研究與發(fā)展    薛鈺芝,張力,林紀寧

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤新算法及其仿真    栗秋華;周林;劉強;張鳳;武劍;

雙極性SPWM波形生成法開關(guān)點計算及其諧波分析    董改花,馮浩

基于DSP的SVPWM算法研究    楊杰;王淑紅;

空間電壓矢量PWM算法的SIMUlink仿真實現(xiàn)    華曉萍;王奔;孟凌凌;蘭金茹;孟慶波;

電磁暫態(tài)分析軟件包PSCAD/EMTDC    林良真,葉林

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    趙為

一種基于單極性SPWM控制的正弦波逆變器的研究    趙青

光伏發(fā)電的最大功率跟蹤研究    曹倩茹

基于DSP的電力系統(tǒng)電壓測量裝置設(shè)計    陳理;吳為麟;

太陽能光伏發(fā)電在上海電網(wǎng)中的運用與展望    龔華;

微型燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行和孤網(wǎng)運行仿真    宋明玉;曾成碧;

基于MC68HC908MR16數(shù)字化控制的不間斷電源系統(tǒng)    任祖德;蘇建徽;

基于DSP的三相SPWM逆變系統(tǒng)的設(shè)計    陳曦;馬江華;楊振興;柳國輝;

光伏產(chǎn)業(yè)最大危機是市場風險——國家發(fā)改委能源研究所研究員王斯成解析光伏市場    孫海燕;

《陽光能源》話你知 中國光伏想有一個家!    陳昆泉;

光伏產(chǎn)業(yè):跨過寒冬是春天    胡興軍;

光伏工程都被誰搶走了    

光伏產(chǎn)業(yè)新動力：高純冶金級硅太陽電池產(chǎn)品投入市場——CSI阿特斯宣布UMG組件e-Modules正式下線    袁麟;

高壓大功率三電平逆變系統(tǒng)故障特性分析與保護原理研究    劉健;尹項根;張哲;唐萍;熊卿;王存平;

基于PSIM9.0的單相光伏逆變系統(tǒng)的仿真研究    孫冰;白樹忠;鄭世松;

逆變器在PV發(fā)電系統(tǒng)的應用    張淼;馮垛生;

混合五開關(guān)五電平獨立光伏發(fā)電逆變系統(tǒng)研究    李天博;蘇丹;陳坤華;

光伏玻璃中鐵及其他著色金屬離子的控制和管理    付玉生;張健;

經(jīng)濟轉(zhuǎn)型背景下中國光伏產(chǎn)業(yè)培育和發(fā)展初探    唐青;

江蘇光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況探析    

太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展催化我國鋼絲深加工技術(shù)的提升    李國府;吳文晨;宋仁伯;袁康;

新能源光伏產(chǎn)業(yè)的示范效應分析與發(fā)展對策——以保定英利新能源有限公司為例    王軍;陳龍珠;崔秀麗;張國鋒;

以創(chuàng)新管理應對金融危機——安彩光伏項目發(fā)展的啟示    蒼利民;關(guān)麗哲;閻韜;徐建軍;王秀林;王茂鴻;劉鳳玲;

太陽能光伏產(chǎn)值劍指250億    

廣東東莞新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展鎖定“太陽能光伏”    趙陽

光伏：2012年產(chǎn)值有望達到500億    劉輝張民強 記者 趙曉強

測繪助推江西新余光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展    李葉青　胡婷然

太陽能光伏產(chǎn)業(yè)盛事將在上海舉辦    朱培

節(jié)能減排促我省光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展    記者 蘆瑞

新余搶占光伏產(chǎn)業(yè)世界制高點    記者 徐國平

國產(chǎn)裝備托起光伏產(chǎn)業(yè)    本報記者 左丹

光伏產(chǎn)業(yè)洗牌“過冬”    本報記者 陳瑋英

中國光伏產(chǎn)業(yè)亟待走出掙小錢窘境    記者 胡亮

基于Z源網(wǎng)絡(luò)的光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的研究    劉鴻鵬

LCL濾波的并網(wǎng)逆變系統(tǒng)及其適應復雜電網(wǎng)環(huán)境的控制策略    王要強

大功率光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)研究    馬亮

數(shù)字化PWM逆變系統(tǒng)控制關(guān)鍵技術(shù)研究及其應用    楊金輝

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)的研究    陳宗祥

太陽能交流模塊逆變器及其控制技術(shù)的研究    譚光慧

電壓型逆變器分布式控制并聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)研究    亓迎川

我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)投資風險及決策研究    朱震宇

光伏產(chǎn)業(yè)國際競爭力研究    陳曉燕

中國光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)研究    戚汝慶

Z源光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的研究    王建信

光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的研究與設(shè)計    桑福環(huán)

10kW單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)及控制技術(shù)研究    唐明

太陽能光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)    王鑫磊

光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的研究及應用    李明

單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)控制策略的研究    楊士保

小型離網(wǎng)光伏逆變系統(tǒng)研究與設(shè)計    江新金

光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的分析與改進    劉興旺

單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)控制策略的研究    井少朋

配電網(wǎng)中光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的控制策略研究及實現(xiàn)    周峰