小功率非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器的研究

【摘要】：太陽能是最清潔、最具大規(guī)模開發(fā)利用前景的可再生能源,其最基本的利用方式有光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換。太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽能光伏利用的主要形式之一,非隔離型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)以其低成本、高效率、高可靠性的優(yōu)點得到了迅速發(fā)展。本文以單相兩級式非隔離型光伏發(fā)電系統(tǒng)為研究對象,著重對光伏逆變器系統(tǒng)的幾項功能進行研究,并做了大量仿真和實驗。 本文首先對太陽能電池的物理模型和輸出特性進行了深入研究,在PSCAD仿真平臺自行搭建了用Fortran語言編程實現(xiàn)的光伏陣列仿真模型,仿真結(jié)果與光伏陣列輸出特性一致。其次,在分析最大功率點跟蹤(MPPT)原理的基礎(chǔ)上,對比分析了幾種常用的MPPT算法,提出了一種基于變步長的MPPT算法,在PSCAD軟件中建立了以BOOST升壓電路為核心的MPPT控制模型,仿真結(jié)果表明該算法具有跟蹤速度快、曲線平滑的優(yōu)點。再次,介紹了光伏逆變器絕緣電阻在線檢測的必要性,對比分析了目前常用的平衡電橋法、交流檢測法、直流漏電流法等檢測方法,在此基礎(chǔ)上提出了改進的閾值法,并設(shè)計了用于實際樣機的硬件電路和相關(guān)算法,現(xiàn)場實驗表明：檢測電路和相關(guān)算法具有精度高、可靠性高等優(yōu)點。最后,闡述了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中直流分量的產(chǎn)生原因及其對電網(wǎng)、尤其是對變壓器產(chǎn)生的不利影響,然后由其原因入手,分析了抑制并網(wǎng)直流分量的軟件法和硬件法,提出了改進的虛擬電容法,搭建了完整的非隔離型光伏逆變并網(wǎng)仿真系統(tǒng),并進行了PSCAD仿真,仿真結(jié)果表明設(shè)計的控制算法對逆變器輸出電壓直流分量有很好的抑制效果。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng)逆變器 MPPT 絕緣電阻在線檢測 直流分量抑制 PSCAD仿真
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題研究的背景和意義9-12
• 1.1.1 課題背景9-10
• 1.1.2 光伏發(fā)電對我國的重要意義10-12
• 1.2 光伏并網(wǎng)逆變器研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 光伏并網(wǎng)逆變器分類12-13
• 1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 逆變器并網(wǎng)技術(shù)要求14-15
• 1.3 本文主要工作15-16
• 第2章 單相非隔離型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)總體分析16-24
• 2.1 系統(tǒng)的構(gòu)成16
• 2.2 并網(wǎng)逆變器的選擇16-18
• 2.3 并網(wǎng)逆變器的主電路拓撲結(jié)構(gòu)的選擇18-19
• 2.4 單相兩級式非隔離型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)工作原理19-20
• 2.4.1 前級BOOST電路的工作原理19-20
• 2.4.2 后級單相全橋逆變器的工作原理20
• 2.5 光伏逆變器的并網(wǎng)控制20-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第3章 太陽能電池及MPPT算法研究24-35
• 3.1 太陽能電池及其輸出特性24-26
• 3.1.1 太陽能電池的工作原理24
• 3.1.2 太陽能電池的等效電路24-25
• 3.1.3 太陽能電池的輸山特性25-26
• 3.2 基于PSCAD的太陽能電池陣列仿真26-28
• 3.3 常用最大功率點跟蹤(MPPT)算法28-31
• 3.2.1 恒定電壓法28-29
• 3.2.2 擾動觀察法29-30
• 3.2.3 電導(dǎo)增量法30-31
• 3.4 改進的電導(dǎo)增量法31-32
• 3.5 基于BOOST電路的MPPT算法的PSCAD仿真32-34
• 3.6 本章小結(jié)34-35
• 第4章 直流端的絕緣電阻在線檢測35-44
• 4.1 引言35
• 4.2 常用的絕緣電阻檢測法35-37
• 4.2.1 平衡電橋法35-36
• 4.2.2 交流檢測法36-37
• 4.2.3 直流漏電流法37
• 4.3 閾值法的原理和實現(xiàn)37-40
• 4.3.1 閾值法原理37-39
• 4.3.2 閾值法的電路設(shè)計和實驗驗證39-40
• 4.4 改進的閾值法及實驗驗證40-43
• 4.4.1 改進的閾值法原理40-42
• 4.4.2 實驗驗證42-43
• 4.5 本章小結(jié)43-44
• 第5章 并網(wǎng)輸出直流分量的抑制44-53
• 5.1 有關(guān)并網(wǎng)直流分量的技術(shù)要求44
• 5.2 并網(wǎng)輸出直流分量產(chǎn)生的原因及危害44-46
• 5.2.1 并網(wǎng)輸出直流分量產(chǎn)生的原因44-45
• 5.2.2 并網(wǎng)直流分量帶來的危害45-46
• 5.3 并網(wǎng)輸出直流分量的抑制方法46-51
• 5.3.1 硬件直流分量檢測和抑制46-47
• 5.3.2 軟件直流分量的抑制47-49
• 5.3.3 虛擬電容法及其改進49-51
• 5.4 仿真結(jié)果51-52
• 5.5 本章小結(jié)52-53
• 第6章 結(jié)論與展望53-54
• 參考文獻54-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果58-59
• 致謝59

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

基于輸出電流控制的光伏并網(wǎng)逆變電源    張承慧;葉穎;陳阿蓮;杜春水;

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的最大功率跟蹤控制    汪海寧;蘇建徽;丁明;

逆變器輸出電壓直流分量產(chǎn)生原因與抑制方法    陳良亮,肖嵐,胡文斌,嚴仰光

對直流系統(tǒng)接地故障檢測方法的研究    向小民;李潔琪;

SPWM全橋逆變器輸出變壓器直流偏磁的抑制    蔣曉梅;芮延年;

最大功率跟蹤控制在光伏系統(tǒng)中的應(yīng)用    趙庚申,王慶章

光伏并網(wǎng)逆變器認證    倪松;康巍;

具有改進最大功率跟蹤算法的光伏并網(wǎng)控制系統(tǒng)及其實現(xiàn)    周德佳;趙爭鳴;袁立強;馮博;趙志強;

無變壓器非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器直流注入控制技術(shù)    王寶誠;郭小強;梅強;孫孝峰;鄔偉揚;

500W光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計    朱銘煉

無變壓器型單相光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計與仿真研究    徐自翔

光伏并網(wǎng)控制方法和系統(tǒng)的研究    汪進進

可并網(wǎng)正弦波PWM高效光伏逆變器的研究（DC-AC部分）    苗騫

單相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的研究    姜子晴

光伏并網(wǎng)逆變器的研究和設(shè)計    張傳宗

太陽能供電與半導(dǎo)體制冷箱的設(shè)計    張曦;

太陽輻射量與光伏系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計軟件    楊金煥;葛亮;

光伏系統(tǒng)設(shè)計思路及注意事項    王潤波;

大型集中并網(wǎng)光伏電站硬件設(shè)計要求及安全保護    王志剛;龍維緒;崔海昱;鄧菊蓮;劉祖明;廖華;涂潔磊;

太陽能半導(dǎo)體照明系統(tǒng)控制器的研究與設(shè)計    馬磊;劉德明;黃黎蓉;文鋒;

改進GM(1,1)殘差修正模型在光伏發(fā)電量短期預(yù)測中的應(yīng)用    賀琳;李英姿;

淺析風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)    尹靜;張慶范;

光伏并網(wǎng)逆變器控制策略的仿真與試驗研究    張浩;劉文達;蔣煒;

用四象限硅光電池和單片機實現(xiàn)太陽跟蹤    吳靜;楊懿;潘英俊;

基于脈沖寬度調(diào)制技術(shù)的太陽能充電系統(tǒng)的設(shè)計    洪剛;

光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)MPPT算法仿真與研究    劉鑫;石景波;

含蓄電池儲能的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真    董旭柱;雷金勇;饒宏;黃曉東;劉怡;李鵬;

小型太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計    黃改云;

潔凈能源發(fā)電裝置的研究與設(shè)計    高金波;劉暢;

單級式光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤控制策略    趙國強;宋占魁;

太陽能光伏發(fā)電風(fēng)險評價    李偉;李世超;王丹;

西北地區(qū)開發(fā)利用太陽能有關(guān)問題的探討    劉永政;劉玉蘭;劉娟;韓世濤;武萬里;

基于LCL濾波的太陽能并網(wǎng)發(fā)電諧波抑制    張勝;余曉東;程金雨;

關(guān)于地源系統(tǒng)的兩點設(shè)想    宋煦亞;許志浩;余南陽;劉蓓;

兆瓦級并網(wǎng)光伏示范電站的優(yōu)化匹配設(shè)計    明杰;劉志璋;張慶祝;

用于礦燈充電的獨立光伏系統(tǒng)研究    毛娟

太陽能光伏發(fā)電單相并網(wǎng)逆變器研究    李本元

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的MPPT及孤島檢測新方法的研究    于希洋

基于GPRS的河套平原灌區(qū)水資源數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用研究    房永亮

光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤算法研究及實現(xiàn)    黃克亞

戶用光伏逆變電源系統(tǒng)研究    王恩

光伏水泵系統(tǒng)控制策略研究    陳廣華

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

光伏建筑一體化計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)    徐建國

戶用光伏系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究    談金軍

10kW無變壓器型光伏并網(wǎng)發(fā)電逆變器的設(shè)計與實現(xiàn)    劉波;王仕城;

國內(nèi)外光伏發(fā)電的新進展    昌金銘;

UPS電源輸出變壓器的偏磁分析    涂方明,王志飛,孫巍

直流系統(tǒng)接地檢測方法比較    馮卓明，游大海

一種低畸變的主動移頻式孤島檢測算法    鄧燕妮;桂衛(wèi)華;

基于DSP的20kW單相并網(wǎng)光伏逆變器    陳興峰,曹志峰,焦在強,許洪華

光伏電池最大功率跟蹤器的研究與開發(fā)    葉秋香;鄭建立;

UPS逆變器控制方法比較分析    王林兵;何湘寧;

基于Boost變換器的光伏并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)研究    許頗;張崇巍;張興;曹仁賢;

基于DSP的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)數(shù)字鎖相技術(shù)    蔣燕君;張超;何湘寧;

光伏并網(wǎng)控制方法和系統(tǒng)的研究    汪進進

新型多重化逆變充電器的研究    鄭立波

基于DSP的電源數(shù)字控制研究    李春燕

單級式并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)用逆變器的研究    焦在強

可再生能源并網(wǎng)逆變器的研究    汪飛

光伏發(fā)電的最大功率跟蹤研究    曹倩茹

戶用光伏并網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法的研究    陳曉高

獨立光伏系統(tǒng)逆變電源研制    許美蓉

單相光伏并網(wǎng)逆變器的研制    張凌

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究    張化德

光伏發(fā)電系統(tǒng)及其應(yīng)用    劉志軍;魏塔;

分布式發(fā)電用單相中小功率并網(wǎng)逆變器的研制    陳潼;趙榮祥;

小功率光伏并網(wǎng)逆變器    王守仁;金新民;楊海柱;

帶孤島效應(yīng)檢測的單周控制三相并網(wǎng)逆變器    于小輝;梁志珊;

光伏并網(wǎng)系統(tǒng)研究    曹海紅;

陽光電源并網(wǎng)光伏逆變器率先通過“金太陽”認證    何為;

無變壓器非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器直流注入控制技術(shù)    王寶誠;郭小強;梅強;孫孝峰;鄔偉揚;

一種高頻環(huán)節(jié)并網(wǎng)逆變器的實現(xiàn)方案    陳潼;趙榮祥;

基于無差拍控制的并網(wǎng)逆變器    劉偉;戴瑜興;文勁松;

基于TMS320LF2407A的軟件鎖相環(huán)的設(shè)計與實現(xiàn)    安小丹;梁暉;

微網(wǎng)中并網(wǎng)逆變器的一種改進下垂控制策略研究    史玉立;

基于頻率偏移法的光伏并網(wǎng)逆變器孤島檢測    陳曦;李亞楠;陳阿蓮;杜春水;張承慧;

一種基于dsPIC30F4011的并網(wǎng)逆變器鎖相控制方法    何占寧;夏東偉;劉玉朋;馬秀秀;

基于間接電流控制的改進型雙BUCK并網(wǎng)逆變器    侯世英;肖旭;彭文雄;張闖;

并網(wǎng)逆變器直流注入控制策略研究    郭小強;鄔偉揚;關(guān)雅娟;

基于dsPIC的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究    葉剛;

自主研制的10kW太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)    于元;張志文;王文靜;劉波;

LCL并網(wǎng)逆變器入網(wǎng)電流控制技術(shù)研究    徐志英;許愛國;謝少軍;湯雨;

并網(wǎng)調(diào)節(jié)的不間斷光伏電源    鄭萬雷;劉文良;

基于狀態(tài)空間平均法的光伏并網(wǎng)逆變器控制建模(英文)    楊海柱;金新民;

京儀綠能光伏并網(wǎng)逆變器通過國際權(quán)威認證    黃倩

兆伏集團昂首光伏產(chǎn)業(yè)第一方陣    記者 姚秀峰

呂全亞：把復(fù)雜問題簡單化    本報記者 孫人杰　實習(xí)生 鐘天翼 黃星

光伏逆變器在揚并網(wǎng)    記者 鄒平　季煜

世博會為我國光伏產(chǎn)業(yè)提供范本    辛樺

光伏發(fā)電若要并網(wǎng) 直流先要變成交流    姜小莉 左裔

曹仁賢：清潔高效能源的守護者    本報記者 朱艷燕

北京大型光伏逆變器基地奠基    記者 涂露芳

光伏：2012年產(chǎn)值有望達到500億    劉輝張民強 記者 趙曉強

測繪助推江西新余光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展    李葉青　胡婷然

基于Z拓撲的光伏并網(wǎng)逆變器研究    程如岐

無變壓器結(jié)構(gòu)光伏并網(wǎng)逆變器拓撲及控制研究    馬琳

基于并網(wǎng)逆變器電能質(zhì)量與變換效率的若干關(guān)鍵技術(shù)研究    楊波

光伏發(fā)電高效利用的關(guān)鍵技術(shù)研究    肖華鋒

基于Z源網(wǎng)絡(luò)的光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的研究    劉鴻鵬

大功率光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)研究    馬亮

多重電樞混合勵磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的研究    楊勇

基于線性二次型最優(yōu)控制的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    李春玲

光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)研究    趙杰

微網(wǎng)多目標優(yōu)化運行及控制策略研究    崔明勇

單相非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器的研究    洪海

單相光伏并網(wǎng)逆變器的研制    施韻

光伏并網(wǎng)逆變器的研究    曹建平

500W光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計    朱銘煉

兩級式光伏并網(wǎng)逆變器及其功率解耦研究    王翀

低成本小功率光伏并網(wǎng)逆變器研究    豐瀚麟

10kW光伏并網(wǎng)逆變器的研制    劉志強

基于模糊控制技術(shù)的三相光伏并網(wǎng)逆變器的研究    彭倬

1kVA單級式光伏并網(wǎng)逆變器的研制    孫繼健

單相單級工頻隔離光伏并網(wǎng)逆變器的研制    吳曉賓