小功率光伏并網(wǎng)逆變器研究

【摘要】：分布式光伏并網(wǎng)技術(shù)近年得到了大力的發(fā)展,已成為一個研究熱點。小功率光伏并網(wǎng)逆變器是分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分,采用MPPT技術(shù)可大幅提高光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的效率。本文就小功率光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、MPPT技術(shù)、以及準(zhǔn)比例諧振逆變控制開展了研究。 本文研究了光伏電池在單一光照和局部陰影時的輸出特性,并針對局部陰影下光伏電池輸出的多極值現(xiàn)象改進(jìn)了兩步法MPPT,改進(jìn)后的算法結(jié)合了粒子群算法(PSO)與電導(dǎo)增量法(INC)的優(yōu)點,在光照發(fā)生變化時采用PSO尋找到最大功率點的大致范圍,然后采用INC跟蹤最大功率點。 本文分析了逆變器的工作原理與控制方式,在電流內(nèi)環(huán)引入準(zhǔn)PR控制。準(zhǔn)PR控制技術(shù)具有近似于零的靜態(tài)誤差以及優(yōu)秀的靠擾能力；并加入功率前饋控制,提升了系統(tǒng)的動態(tài)性能。 最后,設(shè)計了小功率單級式光伏并網(wǎng)逆變器的硬件電路,包括逆變電路、控制電路、信號采樣與調(diào)理電路,并設(shè)計了系統(tǒng)的軟件,實現(xiàn)了MPPT和并網(wǎng)電流控制。并通過實驗驗證了MPPT算法的可行性,與逆變器輸出電流的THD的滿足并網(wǎng)要求。 【關(guān)鍵詞】：小功率 光伏并網(wǎng)逆變器 最大功率點 局部陰影 粒子群 準(zhǔn)PR 單級式
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM464;TM615
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 引言10-14
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電的現(xiàn)狀與前景11
• 1.3 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)11-12
• 1.4 小功率光伏并網(wǎng)逆變器的關(guān)鍵技術(shù)12-13
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)和本文主要工作13-14
• 2 小功率光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浞治雠c設(shè)計14-19
• 2.1 小功率光伏并網(wǎng)逆變器的特點14
• 2.2 小功率光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)溥x擇14-17
• 2.3 小功率光伏并網(wǎng)逆變器的工作狀態(tài)17-18
• 2.4 本章小結(jié)18-19
• 3 光伏電池輸出特性及MPPT技術(shù)的研究19-42
• 3.1 光伏電池的工作原理19-20
• 3.2 單一光照下光伏電池的輸出特性20-24
• 3.3 局部陰影下光伏電池的輸出特性24-30
• 3.3.1 光伏組件內(nèi)的二極管24-26
• 3.3.2 局部陰影下的輸出特性26-30
• 3.4 單一光照下MPPT算法30-33
• 3.5 局部陰影下的MPPT算法33-35
• 3.6 改進(jìn)的兩步法MPPT35-41
• 3.6.1 粒子群算法36-38
• 3.6.2 基于PSO和INC的MPPT算法描述38-40
• 3.6.3 基于PSO和INC的MPPT算法仿真40-41
• 3.7 本章小結(jié)41-42
• 4 小功率光伏并網(wǎng)逆變器控制方案研究42-60
• 4.1 正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)技術(shù)42-48
• 4.1.1 SPWM的基本原理42-43
• 4.1.2 三種SPWM調(diào)制方式43-47
• 4.1.3 三種SPWM的技術(shù)分析和比較47-48
• 4.2 全橋電路數(shù)學(xué)建模48-49
• 4.3 基于準(zhǔn)PR的逆變控制策略研究49-55
• 4.3.1 功率前饋控制51
• 4.3.2 準(zhǔn)PR逆變電流控制算法51-55
• 4.4 仿真與分析55-58
• 4.5 準(zhǔn)PR控制算法的離散化58-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 5 小功率光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計與實驗60-72
• 5.1 硬件設(shè)計60-66
• 5.1.1 輸入電容設(shè)計60-61
• 5.1.2 功率MOSFET的選擇61
• 5.1.3 輸出濾波設(shè)計61-62
• 5.1.4 主控制電路62-63
• 5.1.5 采樣與調(diào)理電路63-65
• 5.1.6 過零點捕獲電路的設(shè)計65
• 5.1.7 保護(hù)電路65-66
• 5.2 軟件設(shè)計66-68
• 5.2.1 主程序67
• 5.2.2 PWM中斷67
• 5.2.3 CAP捕獲中斷67-68
• 5.3 實驗結(jié)果分析68-71
• 5.3.1 關(guān)鍵波形68-70
• 5.3.2 逆變效率和THD70
• 5.3.3 實物圖70-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 6 總結(jié)與展望72-73
• 6.1 總結(jié)72
• 6.2 工作展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-75
• 作者簡歷75-77
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集77

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