單相光伏并網(wǎng)逆變器的研究

【摘要】：光伏并網(wǎng)發(fā)電是利用太陽能的主要形式之一,而并網(wǎng)逆變器是整個(gè)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心部件,承擔(dān)著交直流能量轉(zhuǎn)換的重要任務(wù)。為了確保光伏并網(wǎng)發(fā)電的穩(wěn)定性與可靠性,對光伏并網(wǎng)逆變器的研究尤為重要。近年來,兩級(jí)式單相光伏并網(wǎng)逆變器以其體積小,功率轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn),在小功率(5kW以內(nèi))單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。本文將兩級(jí)式單相光伏并網(wǎng)逆變器作為主要研究對象進(jìn)行了以下科研工作。 首先,分析了太陽能電池的基本工作原理與主要電氣參數(shù),搭建了太陽能電池的Matlab仿真模型,借助該模型詳細(xì)分析了太陽能電池的輸出特性曲線。結(jié)合輸出特性曲線總結(jié)了傳統(tǒng)MPPT算法的優(yōu)缺點(diǎn),在此基礎(chǔ)之上,提出了一種基于Boost升壓電路的最大功率點(diǎn)跟蹤算法,用Matlab進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。 其次,對兩級(jí)式單相光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究,仔細(xì)分析了主回路關(guān)鍵元器件上的電壓、電流變化情況,并據(jù)此確定了逆變器關(guān)鍵元器件參數(shù)的理論計(jì)算公式。 接著,制定了兩級(jí)式單相光伏并網(wǎng)逆變器的總體控制策略,重點(diǎn)推導(dǎo)了單相全橋逆變電路的無差拍控制算法。并在此基礎(chǔ)上搭建了逆變器的Matlab/Simulink仿真平臺(tái),仿真結(jié)果驗(yàn)證了該控制策略的優(yōu)良性能。 最后,根據(jù)本文研究成果,研制了一臺(tái)2kW單相光伏并網(wǎng)逆變器樣機(jī),詳細(xì)介紹了該樣機(jī)的軟硬件設(shè)計(jì)方案,并給出部分實(shí)驗(yàn)波形。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng) 逆變器 最大功率點(diǎn)跟蹤 Boost變換器 無差拍控制
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 背景與意義10-12
• 1.1.1 世界能源供需現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢10-11
• 1.1.2 光伏發(fā)電是未來世界的能源支柱11-12
• 1.2 光伏發(fā)電在國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r12-15
• 1.2.1 全球累計(jì)裝機(jī)容量迅猛增長12-13
• 1.2.2 光伏組件產(chǎn)能現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 太陽能電池轉(zhuǎn)換效率與太陽能發(fā)電成本14-15
• 1.3 光伏并網(wǎng)逆變器核心技術(shù)研究動(dòng)態(tài)15-19
• 1.3.1 并網(wǎng)逆變器分類15-16
• 1.3.2 光伏并網(wǎng)逆變器拓樸結(jié)構(gòu)16-18
• 1.3.3 最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)18
• 1.3.4 孤島檢測18-19
• 1.3.5 并網(wǎng)控制策略19
• 1.4 本文的主要工作19-20
• 第2章 光伏電池的伏安特性與MPPT 控制20-31
• 2.1 太陽能電池的基本原理與特性20-25
• 2.1.1 太陽能電池內(nèi)的光電效應(yīng)20
• 2.1.2 太陽能電池的性能參數(shù)20-21
• 2.1.3 太陽能電池的等效模型21-23
• 2.1.4 太陽能電池的 Matlab 仿真及伏安特性研究23-25
• 2.2 光伏逆變器的最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)25-30
• 2.2.1 太陽能電池的輸出特性25-27
• 2.2.2 最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)的基本原理27-28
• 2.2.3 基于Boost 升壓電路的最大功率點(diǎn)跟蹤28-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第3章 兩級(jí)式單相光伏并網(wǎng)逆變器主電路研究31-39
• 3.1 兩級(jí)式單相光伏并網(wǎng)逆變器拓樸結(jié)構(gòu)31
• 3.2 Boost 升壓電路分析31-34
• 3.2.1 Boost 升壓電路基本工作原理31-32
• 3.2.2 儲(chǔ)能電感工況分析32-33
• 3.2.3 輸入濾波電容工況分析33-34
• 3.2.4 輸出濾波電容工況分析34
• 3.3 單相全橋逆變電路分析34-37
• 3.3.1 主電路基本工作原理34-35
• 3.3.2 并網(wǎng)濾波電感工況分析35-37
• 3.4 2kW 光伏并網(wǎng)逆變器主回路參數(shù)設(shè)計(jì)37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 單相光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略與仿真39-47
• 4.1 并網(wǎng)控制算法39-41
• 4.1.1 移相式 SPWM39-40
• 4.1.2 電流無差拍控制 PWM 算法40-41
• 4.2 并網(wǎng)逆變器的總體控制策略41-42
• 4.2.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖41-42
• 4.2.2 控制過程分析42
• 4.3 單相光伏并網(wǎng)逆變器的Matlab 仿真42-45
• 4.4 本章小結(jié)45-47
• 第5章 2kW 單相光伏并網(wǎng)逆變器的研制47-58
• 5.1 硬件電路設(shè)計(jì)47-52
• 5.1.1 基于PS21867 的并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)47-49
• 5.1.2 基于TMS320F2808 的并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)49-50
• 5.1.3 采樣和信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)50-52
• 5.2 DSP 控制程序設(shè)計(jì)52-56
• 5.2.1 采樣及信號(hào)處理52-53
• 5.2.2 鎖相處理53
• 5.2.3 觸發(fā)脈沖產(chǎn)生邏輯53-54
• 5.2.4 程序流程54-56
• 5.3 樣機(jī)部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果56-57
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建56
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)波形56-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 第6章 結(jié)論與展望58-60
• 6.1 結(jié)論58
• 6.2 展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果63-64
• 致謝64-65
• 論文摘要65-73

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HIT太陽電池硅片處理及復(fù)合透明導(dǎo)電膜的研究    王淑珍

基于組合式逆變器并網(wǎng)發(fā)電的控制策略研究    李鵬程

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我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機(jī)遇與戰(zhàn)略對策    沈輝;舒碧芬;聞立時(shí);

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無功補(bǔ)償技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)孤島檢測中的應(yīng)用    禹華軍,潘俊民

并網(wǎng)光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤控制的一種改進(jìn)措施及其仿真和實(shí)驗(yàn)研究    楊海柱;金新民;

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光伏并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其控制的研究    汪海寧

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