光伏并網(wǎng)逆變器孤島檢測技術(shù)研究

【摘要】：自步入21世紀以來,能源危機和環(huán)境問題成為困擾世界各國,制約各國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的兩大難題。為有效改善生存環(huán)境,促進世界經(jīng)濟發(fā)展,實現(xiàn)現(xiàn)代社會的可持續(xù)發(fā)展,可再生清潔能源的開發(fā)與利用正越來越被人類所重視。作為無污染的綠色能源,太陽能正逐漸取代傳統(tǒng)化石能源。而作為太陽能利用的主要形式,光伏并網(wǎng)發(fā)電必將得到迅猛發(fā)展。 在此背景下,本論文對光伏并網(wǎng)發(fā)電系的核心附件——光伏并網(wǎng)逆變器進行了較為深入的研究,以最大限度利用太陽能,向電網(wǎng)中投注高品質(zhì)無污染并網(wǎng)電流為目標,采用TI公司的DSP28335為主控芯片,圍繞光伏并網(wǎng)逆變器關(guān)鍵技術(shù)之孤島檢測技術(shù)進行了深入研究。 文章首先分析并比較光伏并網(wǎng)逆變器的分類選擇及拓撲選擇,確定本文所設(shè)計的單相光伏并網(wǎng)逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)；其次,在闡述光伏并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)運行條件和控制方式的基礎(chǔ)上,分析介紹了系統(tǒng)的控制方案；同時,圍繞孤島檢測技術(shù)對其相關(guān)標準和系統(tǒng)模型進行介紹,并對其概念和電氣特性進行分析,分析了常見的孤島檢測技術(shù),選定AFDPF作為本文所采用的孤島檢測方法,對其進行NDZ分析、關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計、建模仿真分析。 根據(jù)系統(tǒng)的整體設(shè)計方案,圍繞孤島檢測,本文給出了逆變環(huán)節(jié)的完整設(shè)計,詳細介紹了后級逆變環(huán)節(jié)的硬件電路設(shè)計,包括驅(qū)動電路、采樣電路等電路的設(shè)計；并給出了系統(tǒng)軟件設(shè)計思想,包括系統(tǒng)總體軟件設(shè)計、軟件鎖相環(huán)子程序、防孤島效應(yīng)子程序、PID調(diào)節(jié)子程序、SPWM子程序設(shè)計思想,并給出相應(yīng)流程圖。最終,制定反孤島測試方案,對所設(shè)計的光伏并網(wǎng)逆變器進行反孤島功能測試,并給出具體的試驗波形。 【關(guān)鍵詞】：太陽能 光伏并網(wǎng)逆變器 孤島檢測 AFDPF DSP28335
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-7
• 1 緒論7-11
• 1.1 課題研究背景與意義7
• 1.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電國內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-8
• 1.3 光伏并網(wǎng)逆變器關(guān)鍵技術(shù)8-9
• 1.4 課題研究內(nèi)容9-11
• 2 單相光伏并網(wǎng)逆變器的總體設(shè)計及工作原理11-23
• 2.1 單相光伏并網(wǎng)的分類與拓撲結(jié)構(gòu)11-13
• 2.1.1 單相光伏并網(wǎng)逆變器的分類選擇11
• 2.1.2 單相光伏并網(wǎng)逆變器的拓撲選擇11-12
• 2.1.3 單相光伏并網(wǎng)逆變器的總體設(shè)計12-13
• 2.2 系統(tǒng)工作原理13-16
• 2.2.1 前級Boost電路的工作原理13-15
• 2.2.2 后級單相全橋逆變器的工作原理15-16
• 2.3 控制方案的分析與實現(xiàn)16-19
• 2.3.1 并網(wǎng)運行的條件16-17
• 2.3.2 逆變輸出電流控制方式17-18
• 2.3.3 系統(tǒng)控制過程分析18-19
• 2.4 孤島檢測標準與系統(tǒng)等效模型19-21
• 2.4.1 孤島效應(yīng)檢測標準20-21
• 2.4.2 孤島檢測的系統(tǒng)等效模型21
• 2.5 本章小結(jié)21-23
• 3 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)孤島效應(yīng)及反孤島策略研究23-41
• 3.1 孤島效應(yīng)概述23
• 3.2 孤島效應(yīng)電氣特性分析23-25
• 3.3 常用孤島檢測方法25-29
• 3.3.1 孤島效應(yīng)的被動檢測法26-27
• 3.3.2 孤島效應(yīng)的主動檢測法27-29
• 3.4 帶正反饋的主動頻率偏移反孤島策略分析29-40
• 3.4.1 AFDPF不可檢測區(qū)分析30-34
• 3.4.2 AFDPF關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化設(shè)計34-35
• 3.4.3 AFDPF仿真研究35-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 4 基于DSP28335的單相光伏并網(wǎng)逆變器軟硬件設(shè)計41-57
• 4.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計41-47
• 4.1.1 逆變主電路設(shè)計41-42
• 4.1.2 驅(qū)動電路設(shè)計42
• 4.1.3 采樣電路設(shè)計42-44
• 4.1.4 電網(wǎng)頻率捕獲電路設(shè)計44
• 4.1.5 控制電路設(shè)計44-47
• 4.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計47-56
• 4.2.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計47
• 4.2.2 軟件鎖相環(huán)程序設(shè)計47-51
• 4.2.3 防孤島效應(yīng)程序設(shè)計51-53
• 4.2.4 數(shù)字PID控制程序設(shè)計53-55
• 4.2.5 SPWM程序設(shè)計55-56
• 4.3 本章小結(jié)56-57
• 5 光伏并網(wǎng)逆變器的防孤島效應(yīng)功能試驗57-65
• 5.1 反孤島測試試驗設(shè)計57-59
• 5.2 反孤島測試試驗59-63
• 5.2.1 反孤島測試試驗平臺59-60
• 5.2.2 反孤島測試試驗60-63
• 5.2.3 測試結(jié)果分析63
• 5.3 本章小結(jié)63-65
• 6 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 總結(jié)65
• 6.2 展望65-67
• 致謝67-69
• 參考文獻69-71

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