單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)MPPT與重復(fù)控制策略的設(shè)計(jì)與仿真研究

【摘要】：隨著化石燃料的日漸枯竭及生態(tài)環(huán)境的日益惡化,開發(fā)利用無污染或少污染的新型可替代能源已經(jīng)是大勢所趨。太陽能作為取之不盡用之不竭、近乎無污染的優(yōu)點(diǎn)受到世界各國的關(guān)注和支持。太陽能有多種利用方式,其中光伏發(fā)電是太陽能利用的主流,代表著太陽能利用的發(fā)展方向。本文以單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)為研究對象,著重研究了能量變換環(huán)節(jié)DC/DC、DC/AC控制策略,從系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、系統(tǒng)參數(shù)選擇、最大功率跟蹤、逆變控制等方面做了詳細(xì)的分析和仿真。 論文從光伏系統(tǒng)組成、系統(tǒng)分類、主電路拓?fù)?、濾波電路和并網(wǎng)控制方面進(jìn)行了總體研究,選擇雙級式單相全橋電路和LCL濾波電路作為系統(tǒng)主電路進(jìn)行了重點(diǎn)分析。對各種最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)算法進(jìn)行了詳細(xì)的分析,選用電導(dǎo)增量法作為最大功率跟蹤算法研究的基礎(chǔ)?；谧畲蠊β矢櫟囊话阍?提出一種直接功率檢測的自適應(yīng)變步長的電導(dǎo)增量算法。搭建電路仿真模型,仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示了該改進(jìn)算法的正確性和先進(jìn)性。 基于內(nèi)模原理的重復(fù)控制方法對抑制周期性干擾有先天的優(yōu)勢,本文進(jìn)行了重點(diǎn)研究和設(shè)計(jì)。由于LCL濾波器本身的增益特性,在設(shè)計(jì)重復(fù)控制器時(shí)一般需要設(shè)置梳狀濾波器消除尖峰。通過在L或C上串并聯(lián)電阻的方式可以改善LCL濾波器的增益特性,但電阻的存在無疑增加了功率損耗,這在大功率系統(tǒng)中尤其不適用。針對這個(gè)問題,采用并提出了一種基于虛擬電阻的重復(fù)控制算法。該算法只需要在簡化的重復(fù)控制濾波器之后、調(diào)制產(chǎn)生PWM波之前放置一個(gè)PD+二階低通濾波環(huán)節(jié),算法簡單,沒有實(shí)際電阻功率損耗。搭建模塊進(jìn)行系統(tǒng)仿真,通過仿真對比驗(yàn)證了仿真算法的可行性。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 單相并網(wǎng)逆變 電導(dǎo)增量 重復(fù)控制 虛擬電阻
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-16
• 1.1 太陽能利用概述7-8
• 1.2 光伏產(chǎn)業(yè)和光伏市場發(fā)展現(xiàn)狀8-11
• 1.2.1 國外光伏產(chǎn)業(yè)和光伏市場發(fā)展現(xiàn)狀8-10
• 1.2.2 中國光伏產(chǎn)業(yè)和市場發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.3 光伏發(fā)電概述11-14
• 1.3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)分類11-12
• 1.3.2 并網(wǎng)發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)12-13
• 1.3.3 光伏發(fā)電的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題13-14
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容14-16
• 第二章 單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)分析16-26
• 2.1 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的組成16-17
• 2.2 系統(tǒng)工作原理分析17-18
• 2.3 逆變器分類與建模18-21
• 2.3.1 按能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)分類的逆變器拓?fù)?/span>18-19
• 2.3.2 單相逆變器數(shù)學(xué)模型19-21
• 2.4 濾波電路分析與設(shè)計(jì)21-24
• 2.4.1 LC 濾波電路分析與設(shè)計(jì)21-22
• 2.4.2 LCL 濾波電路分析與設(shè)計(jì)22-23
• 2.4.3 基于虛擬電阻的LCL 濾波電路分析與設(shè)計(jì)23-24
• 2.5 并網(wǎng)控制24-26
• 第三章 基于Boost 電路最大功率跟蹤控制的研究26-34
• 3.1 Boost 升壓電路理論分析26-28
• 3.1.1 Boost 電路工作原理26-27
• 3.1.2 Boost 實(shí)現(xiàn)MPPT 的理論依據(jù)27
• 3.1.3 Boost 電路參數(shù)計(jì)算27-28
• 3.2 MPPT 控制策略28-34
• 3.2.1 MPPT 基本原理28-29
• 3.2.2 幾種常見的控制方法29-32
• 3.2.3 直接功率檢測的自適應(yīng)變步長的電導(dǎo)增量算法32-34
• 第四章 光伏并網(wǎng)逆變重復(fù)控制策略研究34-44
• 4.1 重復(fù)控制的基本思想34-35
• 4.2 重復(fù)控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)35-39
• 4.2.1 重復(fù)控制內(nèi)模35-36
• 4.2.2 補(bǔ)償器36-37
• 4.2.3 周期延遲環(huán)節(jié)37-38
• 4.2.4 穩(wěn)定性分析38-39
• 4.3 設(shè)計(jì)實(shí)例39-42
• 4.4 基于虛擬電阻的重復(fù)控制算法42-44
• 第五章 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的MATLAB 仿真分析與研究44-60
• 5.1 MATLAB/Simulink 仿真環(huán)境簡介44-45
• 5.2 光伏陣列模塊45-50
• 5.2.1 光伏陣列模型45-46
• 5.2.2 光伏電池模塊仿真結(jié)果分析46-50
• 5.3 基于Boost 電路的MPPT 算法仿真50-55
• 5.3.1 基于boost 電路的最大功率跟蹤系統(tǒng)各模塊仿真模型50-51
• 5.3.2 MPPT 仿真結(jié)果與分析51-55
• 5.4 重復(fù)控制策略仿真分析55-60
• 5.4.1 仿真模型55
• 5.4.2 仿真結(jié)果與分析55-60
• 總結(jié)與展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明64-65
• 致謝65

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信息    

推進(jìn)光伏并網(wǎng)發(fā)電與建筑結(jié)合的應(yīng)用    高紀(jì)慶

戶用光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    鄭詩程,丁明,蘇建徽,茆美琴

1kW光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)    楊軍;金新民;童亦斌;

基于DSP的單相光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)    吳振宇;耿興華;馮林;趙亮;

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)勵(lì)磁涌流抑制方法研究    蘇小玲;韓民曉;劉海軍;

基于DSP的小功率光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)    楊軍;金新民;童亦斌;

基于DSP的小功率光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)    楊軍;金新民;童亦斌;

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基于DSP芯片的多功能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)    趙為;余世杰;沈玉梁;蘇建徽;王斯成;王德鄰;

一種三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的雙模運(yùn)行控制策略    周彥;段善旭;劉飛;殷進(jìn)軍;劉邦銀;

基于電壓正反饋的逆變器并網(wǎng)孤島檢測技術(shù)    林東棟;余曉東;楊益金;

給點(diǎn)兒陽光就“燦爛”    楊朝暉

節(jié)能建筑：給點(diǎn)兒陽光就“燦爛”    楊朝暉

呼吁推動(dòng)光伏建筑一體化    張濤

世界級太陽能發(fā)電系統(tǒng)在深圳建成    王明毅

陽光“增色”北京奧運(yùn)    本報(bào)記者 汪紅蕾

光伏建筑一體促進(jìn)節(jié)能    本報(bào)記者 唐沙

“太陽神”為可持續(xù)發(fā)展聚能    記者 楊川梅

太陽能電池呼喚政策春風(fēng)    魏喆

讓“太陽能文化”家喻戶曉    過國忠

誰掌握了太陽能誰就掌握了未來    本報(bào)記者 宋莉 實(shí)習(xí)生 陳惠

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單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的分析與研究    王飛

基于Z源型逆變器的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    許頗

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基于Z源網(wǎng)絡(luò)的三端口光伏系統(tǒng)研究    高志強(qiáng)

PWM整流器及其控制策略的研究    張興

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光伏并網(wǎng)控制方法和系統(tǒng)的研究    汪進(jìn)進(jìn)

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基于LCL的光伏并網(wǎng)諧波抑制技術(shù)研究    李子龍

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