并網(wǎng)型光伏逆變系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)

【摘要】：隨著化石能源的枯竭和環(huán)境污染問(wèn)題的凸顯，開發(fā)利用風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源受到越來(lái)越多人的關(guān)注。太陽(yáng)能以其綠色無(wú)污染、儲(chǔ)量巨大等優(yōu)點(diǎn)，成為最具發(fā)展?jié)摿Φ男履茉粗?。本文以單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象，從系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、主電路元件的參數(shù)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的控制策略等方面進(jìn)行了較詳細(xì)的分析和研究，主要內(nèi)容如下： 分析了不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的光伏并網(wǎng)逆變器的特點(diǎn)，詳細(xì)的研究了無(wú)變壓器非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器的工作過(guò)程，給出了并網(wǎng)前的輸出電壓控制及并網(wǎng)后的直流母線電壓外環(huán)和并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制控制策略。 建立了光伏電池的數(shù)學(xué)模型及MATLAB/Simulink環(huán)境下光伏電池的仿真模型，并進(jìn)行了仿真研究，給出了光伏電池輸出特性與光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度之間的關(guān)系。 對(duì)Boost電路和全橋逆變器主電路元器件的參數(shù)進(jìn)行了理論計(jì)算，并制作和調(diào)試了實(shí)驗(yàn)電路。設(shè)計(jì)了以TMS320F2812為核心的控制系統(tǒng)電路，完成了一臺(tái)單相5Kw光伏并網(wǎng)逆變器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試。 建立了電壓電流雙閉環(huán)的控制策略，并按照典型II型和典型I型系統(tǒng)分別對(duì)電壓環(huán)和電流環(huán)進(jìn)行了校正。 在特定條件下，利用實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行了初步的并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，運(yùn)行結(jié)果表明：系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)運(yùn)行，并具有較好的穩(wěn)定性。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 最大功率點(diǎn)跟蹤 Boost 全橋逆變器 PID調(diào)節(jié)器整定
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 可再生能源的優(yōu)勢(shì)9-10
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成及分類10-12
• 1.2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成10-11
• 1.2.2 獨(dú)立型系統(tǒng)11
• 1.2.3 并網(wǎng)型系統(tǒng)11-12
• 1.2.4 互補(bǔ)型系統(tǒng)12
• 1.3 光伏逆變器的主要技術(shù)問(wèn)題12-13
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 第二章 系統(tǒng)拓?fù)浼翱刂撇呗?/span>14-20
• 2.1 并網(wǎng)型光伏逆變器拓?fù)?/span>14-16
• 2.2 并網(wǎng)型光伏逆變器工作過(guò)程16-19
• 2.2.1 并網(wǎng)前的控制16-17
• 2.2.2 并網(wǎng)后的控制17-18
• 2.2.3 光伏逆變器啟動(dòng)過(guò)程18-19
• 2.3 本章小結(jié)19-20
• 第三章 DC/DC 變換器設(shè)計(jì)20-36
• 3.1 光伏電池的特性20-23
• 3.1.1 光伏電池等效電路20-21
• 3.1.2 光伏電池輸出特性21-23
• 3.2 MPPT 原理及常用算法23-27
• 3.2.1 擾動(dòng)觀察法25-26
• 3.2.2 電導(dǎo)增量法26
• 3.2.3 恒壓跟蹤法26-27
• 3.3 DC/DC 變換器27-32
• 3.3.1 DC/DC 變換器拓?fù)?/span>27-28
• 3.3.2 Boost 變換器工作原理28-30
• 3.3.3 Boost 變換器元件參數(shù)設(shè)計(jì)30-31
• 3.3.4 驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)電路31-32
• 3.4 Boost 變換器控制策略及實(shí)驗(yàn)32-35
• 3.4.1 Boost 變換器控制策略32-33
• 3.4.2 Boost 變換器實(shí)驗(yàn)33-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第四章 DC/AC 變換器設(shè)計(jì)36-55
• 4.1 DC/AC 變換器主電路36-40
• 4.1.1 DC/AC 變換器拓?fù)?/span>36-37
• 4.1.2 功率解耦電容37-38
• 4.1.3 IGBT 模塊的選擇38
• 4.1.4 輸出濾波器的設(shè)計(jì)38-40
• 4.2 全橋逆變器控制和保護(hù)電路40-46
• 4.2.1 DSP 及外圍電路40-42
• 4.2.2 電流電壓檢測(cè)調(diào)理電路42-43
• 4.2.3 故障鎖存和 PWM 封鎖電路43-45
• 4.2.4 電網(wǎng)電壓過(guò)零檢測(cè)電路45
• 4.2.5 驅(qū)動(dòng)電路45-46
• 4.3 全橋逆變器的控制46-52
• 4.3.1 調(diào)制策略的選擇及實(shí)現(xiàn)46-48
• 4.3.2 全橋逆變器向量分析48
• 4.3.3 電壓電流雙閉環(huán)控制48-52
• 4.4 全橋逆變器硬件實(shí)驗(yàn)52-54
• 4.4.1 功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)檢測(cè)52-53
• 4.4.2 過(guò)零檢測(cè)電路檢測(cè)53
• 4.4.3 逆變器效率測(cè)定53-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第五章 并網(wǎng)型光伏逆變系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及硬件實(shí)驗(yàn)55-64
• 5.1 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)55-60
• 5.1.1 主程序55-56
• 5.1.2 PLL 程序56-57
• 5.1.3 MPPT 算法57-58
• 5.1.4 PID 控制器數(shù)字化實(shí)現(xiàn)58-60
• 5.2 并網(wǎng)型光伏逆變系統(tǒng)的幾個(gè)特殊問(wèn)題60-61
• 5.3 并網(wǎng)型光伏逆變系統(tǒng)的仿真61-62
• 5.4 系統(tǒng)硬件電路與實(shí)驗(yàn)62-63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 全文總結(jié)64
• 6.2 工作展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-68
• 致謝68-69
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69

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