基于單極性開關(guān)方式的光伏并網(wǎng)逆變器的建模與仿真研究

【摘要】：隨著煤炭、石油和天然氣等傳統(tǒng)能源日漸枯竭以及人類對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視。太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究和應(yīng)用有著極其重要的意義。并網(wǎng)逆變器作為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，本文以并網(wǎng)逆變器作為研究對(duì)象。 并網(wǎng)逆變器主要是將太陽能電池陣列的電能經(jīng)過轉(zhuǎn)換饋入到電網(wǎng)中，本文采取單相兩級(jí)式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，前級(jí)DC/DC升壓環(huán)節(jié)，后級(jí)DC/AC并網(wǎng)逆變環(huán)節(jié)。 設(shè)計(jì)了基于Boost的多路前級(jí)DC/DC升壓環(huán)節(jié)的主電路和基于最大功率跟蹤的控制電路，建立了其數(shù)學(xué)模型和仿真模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多路太陽能電池支路的最大功率獨(dú)立跟蹤。 設(shè)計(jì)了基于無隔離變壓器的全橋的后級(jí)DC/AC逆變環(huán)節(jié)和以逆變器輸出電流為控制目標(biāo)的SPWM控制策略。比較了在單極性開關(guān)方式和雙極性開關(guān)方式下，后級(jí)DC/AC逆變環(huán)節(jié)的SPWM控制、輸出波形和工作效率的區(qū)別，提出了單極性開關(guān)方式提高逆變器工作效率的方法。建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和仿真模型，仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng)逆變 最大功率跟蹤 單極性開關(guān)方式 雙極性開關(guān)方式
【學(xué)位授予單位】：武漢紡織大學(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
• ABSTRACT5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 光伏發(fā)電的背景與意義8-9
• 1.2 光伏發(fā)電的發(fā)展?fàn)顩r9-11
• 1.2.1 國外發(fā)展?fàn)顩r9-10
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r10-11
• 1.3 光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 并網(wǎng)逆變器的技術(shù)要求11-12
• 1.3.2 國內(nèi)外并網(wǎng)逆變技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3.3 光伏并網(wǎng)逆變器的發(fā)展趨勢(shì)13
• 1.4 并網(wǎng)系統(tǒng)的孤島效應(yīng)13-14
• 1.5 本文所做的主要工作14-15
• 2 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)概述15-30
• 2.1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成和分類15-16
• 2.1.1 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)15-16
• 2.1.2 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)16
• 2.2 并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)16-27
• 2.2.1 單級(jí)式并網(wǎng)逆變器拓?fù)?/span>17
• 2.2.2 兩級(jí)式并網(wǎng)逆變器拓?fù)?/span>17-27
• 2.2.2.1 前級(jí) DC/DC 變換電路18-25
• 2.2.2.2 后級(jí) DC/AC 變換電路25-27
• 2.3 光伏并網(wǎng)逆變器的控制方式27-30
• 3 光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)30-38
• 3.1 前級(jí)主電路的設(shè)計(jì)30-31
• 3.1.1 電感參數(shù)的選擇30-31
• 3.1.2 開關(guān)管的選取31
• 3.2 前級(jí)檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)31-33
• 3.2.1 電池板直流電壓檢測(cè)31-32
• 3.2.2 電池板電流檢測(cè)電路32-33
• 3.3 后級(jí) DC/AC 主電路的設(shè)計(jì)33-35
• 3.3.1 交流側(cè)濾波電感33-34
• 3.3.2 開關(guān)管的選擇34-35
• 3.4 后級(jí)檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)35-36
• 3.4.1 逆變器輸出電流檢測(cè)35
• 3.4.2 電網(wǎng)電壓檢測(cè)35-36
• 3.5 DSP 控制器及外圍電路的設(shè)計(jì)36-38
• 3.5.1 DSP 芯片功能介紹36-37
• 3.5.2 DSP 供電電路設(shè)計(jì)37-38
• 4 光伏并網(wǎng)逆變器前級(jí)的建模與仿真38-48
• 4.1 太陽能電池簡(jiǎn)介38-41
• 4.1.1 太陽能電池的工作原理38
• 4.1.2 太陽能電池的最大功率點(diǎn)38-41
• 4.2 最大功率跟蹤的方法41-44
• 4.2.1 電壓跟蹤法41
• 4.2.2 擾動(dòng)觀察法41-42
• 4.2.3 電導(dǎo)增量法42-44
• 4.3 太陽能電池的模型建立44-45
• 4.4 最大功率跟蹤的仿真45-48
• 5 光伏并網(wǎng)逆變器后級(jí)的建模與仿真48-61
• 5.1 并網(wǎng)逆變器的控制策略48-55
• 5.1.1 光伏并網(wǎng)逆變器后級(jí)的控制目標(biāo)、模式48
• 5.1.2 光伏并網(wǎng)逆變器后級(jí)的單極性 SPWM 開關(guān)方式48-52
• 5.1.3 光伏并網(wǎng)逆變器后級(jí)的雙極性 SPWM 開關(guān)方式52-53
• 5.1.4 光伏并網(wǎng)逆變器后級(jí)的控制策略53-55
• 5.2 基于單極性 SPWM 開關(guān)方式的建模55-59
• 5.2.1 PI 控制器的參數(shù)設(shè)計(jì)57-58
• 5.2.2 電壓前饋控制58-59
• 5.3 基于單極性 SPWM 開關(guān)方式的仿真及分析59-61
• 6 總結(jié)與展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 附錄68

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單極性脈沖電源結(jié)合介質(zhì)阻擋放電降解VOCs    李鍛;劉明輝;吳彥;李國鋒;王寧會(huì);劉江江;

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基于單極性開關(guān)方式的光伏并網(wǎng)逆變器的建模與仿真研究    肖雷

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