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模塊化高頻光伏并網(wǎng)逆變器的研究

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時(shí)間:2024-08-19 04:16:23
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模塊化高頻光伏并網(wǎng)逆變器的研究【摘要】:隨著社會(huì)的發(fā)展,能源需求日益增大,化石能源日益短缺;開采使用化石能源造成的生態(tài)問題日益嚴(yán)重。綠色可再生新能源的開發(fā)利用越來(lái)越得到人們重視,太

【摘要】:隨著社會(huì)的發(fā)展,能源需求日益增大,化石能源日益短缺;開采使用化石能源造成的生態(tài)問題日益嚴(yán)重。綠色可再生新能源的開發(fā)利用越來(lái)越得到人們重視,太陽(yáng)能是一種儲(chǔ)量大,清潔環(huán)保的新能源,是最有開發(fā)潛力的新能源之一。利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電是開發(fā)利用太陽(yáng)能的重要應(yīng)用方式,近年來(lái),太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電逐漸成為光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的主流,其中太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)換裝置的核心是逆變器。市場(chǎng)能否接受光伏并網(wǎng)逆變器主要取決于其發(fā)電效率與成本兩大因素,這關(guān)系著能否大規(guī)模地應(yīng)用光伏發(fā)電系統(tǒng),而且太陽(yáng)能并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum Power Point Tracking, MPPT)技術(shù)以及所選擇的電路拓?fù)渑c這兩個(gè)因素息息相關(guān),因此,開發(fā)高效率、高性價(jià)比的光伏發(fā)電系統(tǒng)是世界各國(guó)追求的目標(biāo)。 本文通過(guò)分析當(dāng)前光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中比較常見的一些電路拓?fù)?在總結(jié)這些電路拓?fù)鋬?yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,選擇了一種高頻隔離的兩級(jí)式電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),作為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的主電路。主電路中的前級(jí)全橋移相電路的主要功能就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤控制,并針對(duì)傳統(tǒng)PI控制器的缺點(diǎn),研究了一種基于滑模變結(jié)構(gòu)控制(Sliding Mode Variable Structure Control, SMC)的方法實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)MPPT;后級(jí)全橋逆變電路則采用常規(guī)的直接電流控制策略,實(shí)現(xiàn)兩級(jí)式光伏逆變系統(tǒng)的并網(wǎng)發(fā)電。 本文分析并研制了光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)樣機(jī),樣機(jī)以TI的DSP TMS320F2808為控制核心,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全數(shù)字控制。最后的樣機(jī)實(shí)驗(yàn)表明,該系統(tǒng)具有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能,本文所研究的MPPT滑模變結(jié)構(gòu)控制器能夠準(zhǔn)確、快速地跟蹤光伏陣列最大功率的變化,實(shí)現(xiàn)了逆變并網(wǎng)發(fā)電。 【關(guān)鍵詞】:光伏并網(wǎng)發(fā)電 最大功率點(diǎn)跟蹤 滑??刂?/strong> 數(shù)字控制
【學(xué)位授予單位】:揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類號(hào)】:TM464;TM615
【目錄】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-6
  • 目錄6-8
  • 第一章 緒論8-13
  • 1.1 課題研究的背景及意義8
  • 1.2 太陽(yáng)能發(fā)展的現(xiàn)狀與背景8-9
  • 1.3 太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與分類9-10
  • 1.4 并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成10-12
  • 1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容12-13
  • 第二章 高頻隔離并網(wǎng)逆變器的電路分析13-19
  • 2.1 系統(tǒng)主電路架構(gòu)的選擇13-15
  • 2.2 基于全橋移相電路結(jié)構(gòu)的研究15-18
  • 2.3 本章小結(jié)18-19
  • 第三章 高頻隔離并網(wǎng)逆變器控制策略的研究19-34
  • 3.1 全橋移相電路控制方法的研究19-28
  • 3.1.1 太陽(yáng)能電池的數(shù)學(xué)建模19-21
  • 3.1.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制的原理介紹21-22
  • 3.1.3 滑??刂破鞯脑O(shè)計(jì)22-28
  • 3.2 全橋逆變電路閉環(huán)控制的研究28-32
  • 3.2.1 電流內(nèi)環(huán)控制器的研究28-32
  • 3.2.2 電壓外環(huán)控制器的研究32
  • 3.3 本章小結(jié)32-34
  • 第四章 CAN總線在組合式并網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用34-42
  • 4.1 并網(wǎng)逆變系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的原理35-38
  • 4.1.1 并網(wǎng)逆變系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的環(huán)流分析35-36
  • 4.1.2 并網(wǎng)逆變系統(tǒng)并聯(lián)控制方式的研究36-38
  • 4.2 基于CAN總線的并網(wǎng)系統(tǒng)的并聯(lián)38-41
  • 4.2.1 CAN總線簡(jiǎn)介38
  • 4.2.2 CAN控制器的硬件設(shè)計(jì)38-39
  • 4.2.3 基于CAN總線爭(zhēng)主主從控制方式的研究39-41
  • 4.3 本章小結(jié)41-42
  • 第五章 系統(tǒng)主要參數(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)42-54
  • 5.1 系統(tǒng)主電路參數(shù)的設(shè)計(jì)42-48
  • 5.1.1 高頻變壓器的設(shè)計(jì)42-45
  • 5.1.2 LCL濾波器設(shè)計(jì)45-47
  • 5.1.3 全橋移相電路功率器件選型47-48
  • 5.1.4 全橋逆變電路功率器件的選型48
  • 5.2 逆變電路控制器參數(shù)的選擇48-50
  • 5.3 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)波形50-53
  • 5.4 本章小結(jié)53-54
  • 第六章 總結(jié)與展望54-56
  • 6.1 總結(jié)54
  • 6.2 展望54-56
  • 參考文獻(xiàn)56-61
  • 致謝61-62
  • 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄62-63


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