單相光伏并網逆變器研究

【摘要】：作為光伏并網系統(tǒng)核心功率變換部件,光伏并網逆變器兩項主要功能為確保光伏電池工作在最大功率點及向電網單位功率因數(shù)饋電。要完成上述兩項功能,必須對光伏并網逆變器主電路拓撲結構選擇、調制方式確定、主電路參數(shù)設計、控制策略設計優(yōu)化及系統(tǒng)整體軟件設計等進行深入研究。 本論文首先對并網逆變器主電路進行了研究與設計,確定了帶工頻變壓器全橋逆變拓撲結構,對比分析了兩種SPWM調制方式并確定了單極性SPWM調制方式,對輸出濾波器及直流母線電容參數(shù)進行了研究分析,確定了帶阻尼電阻的LCL輸出濾波器結構。 其次,對光伏并網逆變器雙環(huán)控制策略進行了詳細的分析與研究,對并網逆變器進行建模,通過對比分析幾種電流控制方式確定了PI控制的電流瞬時值反饋控制策略,通過對開環(huán)及閉環(huán)特性進行仿真分析從而對電流環(huán)控制參數(shù)進行了優(yōu)化設計;對電壓外環(huán)進行了建模,并通過解析及仿真方式對電壓環(huán)參數(shù)進行了優(yōu)化。 再次,對光伏并網逆變器MPPT控制策略進行了分析與研究,對光伏電池輸出特性進行了分析,并對Boost電路MPPT控制原理進行了研究,通過對比分析確定了干擾觀測法作為本論文的MPPT控制策略,并對該方法進行了改進與實現(xiàn)。 最后,設計并實現(xiàn)光伏并網逆變器數(shù)字控制策略,對數(shù)字鎖相環(huán)進行研究與設計,設計與實現(xiàn)了系統(tǒng)軟件控制策略,并給出相關實驗波形。 【關鍵詞】：光伏并網逆變器 雙環(huán)控制策略 MPPT 鎖相環(huán)
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題背景及研究目的和意義8-9
• 1.2 國內外發(fā)展現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 光伏并網逆變器結構9-11
• 1.2.2 光伏并網逆變器分類11-13
• 1.2.3 光伏并網逆變器發(fā)展前景13-15
• 1.3 本文研究內容15-16
• 第2章 單相并網逆變器主電路研究16-25
• 2.1 引言16
• 2.2 光伏并網逆變器技術指標16
• 2.3 拓撲結構及調制方式確定16-17
• 2.4 光伏并網主電路參數(shù)設計17-24
• 2.4.1 輸出濾波器的設計17-23
• 2.4.2 直流母線電容的設計23-24
• 2.5 本章小結24-25
• 第3章 并網逆變器建模及控制策略研究與設計25-36
• 3.1 引言25
• 3.2 光伏并網逆變器總體控制策略25
• 3.3 光伏并網逆變器電流環(huán)的研究與設計25-31
• 3.3.1 電流控制策略的選擇25-26
• 3.3.2 逆變器數(shù)學模型26-28
• 3.3.3 并網逆變器電流環(huán)開環(huán)特性分析28
• 3.3.4 并網逆變器電流環(huán)閉環(huán)特性分析28-31
• 3.4 光伏并網逆變器電壓環(huán)的研究與設計31-35
• 3.4.1 并網逆變器雙環(huán)控制策略31
• 3.4.2 電壓外環(huán)控制策略31-32
• 3.4.3 電壓環(huán)參數(shù)優(yōu)化32-35
• 3.5 本章小結35-36
• 第4章 并網逆變器MPPT控制策略研究36-45
• 4.1 引言36
• 4.2 光伏電池輸出特性36-38
• 4.2.1 光伏電池與光伏組件36
• 4.2.2 光伏電池輸出特性36-37
• 4.2.3 環(huán)境因素對輸出特性的影響37-38
• 4.3 MPPT控制原理分析38-39
• 4.4 MPPT控制策略選擇39-41
• 4.4.1 干擾觀測法40-41
• 4.4.2 電導增量法41
• 4.5 改進MPPT算法及實現(xiàn)41-44
• 4.5.1 電阻負載下啟動暫態(tài)實驗結果分析42-43
• 4.5.2 電阻負載下光強突變實驗結果分析43-44
• 4.6 本章小結44-45
• 第5章 并網逆變器數(shù)字控制實現(xiàn)45-54
• 5.1 引言45
• 5.2 數(shù)字鎖相環(huán)的設計及實現(xiàn)45-46
• 5.3 系統(tǒng)軟件設計及實現(xiàn)46-49
• 5.3.1 MPPT模塊模式監(jiān)控軟件設計47-48
• 5.3.2 逆變模塊模式監(jiān)控軟件設計48-49
• 5.4 實驗結果及分析49-53
• 5.4.1 系統(tǒng)啟動暫態(tài)過程實驗結果分析49-51
• 5.4.2 光強突變時實驗結果分析51-52
• 5.4.3 系統(tǒng)穩(wěn)定運行實驗結果分析52-53
• 5.5 本章小結53-54
• 結論54-55
• 參考文獻55-60
• 致謝60

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