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單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的分析與研究

來源:論文學(xué)術(shù)網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-19 04:24:32
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單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的分析與研究【摘要】:太陽能作為一種高效無污染且可持續(xù)發(fā)展的新能源,受到了世界各國(guó)的廣泛重視。光伏發(fā)電是太陽能利用的一個(gè)重要方面,而并網(wǎng)發(fā)電則是太陽能發(fā)電規(guī)?;?/p>

【摘要】: 太陽能作為一種高效無污染且可持續(xù)發(fā)展的新能源,受到了世界各國(guó)的廣泛重視。光伏發(fā)電是太陽能利用的一個(gè)重要方面,而并網(wǎng)發(fā)電則是太陽能發(fā)電規(guī)?;谋厝环较?。光伏并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)(GCPS,grid-connected PV generation system)的核心部件,本文主要針對(duì)分布式的單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng),在其控制算法研究、系統(tǒng)仿真、軟硬件設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了深入探索。 本文首先對(duì)光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,在對(duì)現(xiàn)有的幾種單相并網(wǎng)逆變器電流跟蹤策略進(jìn)行比較分析的基礎(chǔ)上,對(duì)無差拍控制方法進(jìn)行了深入研究,探討了采樣,控制系統(tǒng)延時(shí)的問題。針對(duì)此問題,對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)采用合適的方法進(jìn)行預(yù)測(cè),改善了因系統(tǒng)延時(shí)帶來的影響,提高了并網(wǎng)電流的質(zhì)量。仿真實(shí)驗(yàn)表明這種無差拍控制方式要明顯優(yōu)于目前較為常用的SPWM控制方式。 對(duì)效率更高的單級(jí)式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的光伏并網(wǎng)逆變器最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)算法進(jìn)行了深入研究。在比較和分析了幾種目前常用的最大功率點(diǎn)跟蹤算法的基礎(chǔ)上,選用最優(yōu)梯度法作為本文的最大功率點(diǎn)跟蹤策略,并對(duì)該算法進(jìn)行了改進(jìn),使其穩(wěn)定性得到了提高。本文同時(shí)從另外一個(gè)角度出發(fā),根據(jù)單級(jí)式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制特點(diǎn),提出了使用模糊自適應(yīng)PID控制來調(diào)節(jié)光伏陣列工作電壓的方案。仿真實(shí)驗(yàn)表明這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)電壓外環(huán)的高品質(zhì)動(dòng)、靜態(tài)響應(yīng),而且具有較好的魯棒特性,使最大功率點(diǎn)跟蹤控制的響應(yīng)速度和精度得到了進(jìn)一步增強(qiáng)。 本文對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器的無功補(bǔ)償和諧波抑制功能進(jìn)行了研究,理解并吸收了瞬時(shí)無功理論,選擇了合適的電流檢測(cè)算法。將電流補(bǔ)償控制和最大功率點(diǎn)跟蹤控制結(jié)合起來,使光伏發(fā)電系統(tǒng)不僅僅能夠向電網(wǎng)輸送有功功率,同樣可以補(bǔ)償電網(wǎng)的無功和諧波分量。本文通過仿真驗(yàn)證了這種一體化控制思想的可行性。同時(shí)將補(bǔ)償控制對(duì)最大功率點(diǎn)跟蹤控制的影響做了仿真研究。 本文最后對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器的軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究,對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)字控制電路設(shè)計(jì)、功率元件計(jì)算給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和計(jì)算方法。同時(shí)對(duì)數(shù)字鎖相環(huán)和PWM波產(chǎn)生方法進(jìn)行了討論,并給出了部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最后對(duì)全文的工作進(jìn)行了總結(jié)、并就今后的研究工作內(nèi)容作了展望。 【關(guān)鍵詞】:光伏并網(wǎng)發(fā)電 無差拍控制 最大功率點(diǎn)跟蹤
【學(xué)位授予單位】:江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2010
【分類號(hào)】:TM464
【目錄】:
  • 摘要2-3
  • Abstract3-5
  • 目錄5-7
  • Contents7-9
  • 第1章 緒論9-14
  • 1.1 課題研究的背景和意義9
  • 1.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電在國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀和發(fā)展9-12
  • 1.3 本文研究的主要內(nèi)容12-14
  • 第2章 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的分類及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)14-19
  • 2.1 可調(diào)度式和不可調(diào)度式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)14-15
  • 2.2 光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)15-16
  • 2.3 并網(wǎng)逆變器的分類及其控制方式16-18
  • 2.4 本文所研究的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)18
  • 2.5 本章小結(jié)18-19
  • 第3章 并網(wǎng)逆變器控制方法研究19-34
  • 3.1 電壓源型并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作原理19
  • 3.2 并網(wǎng)逆變器的控制目標(biāo)19-20
  • 3.3 并網(wǎng)逆變器控制策略的比較20-25
  • 3.3.1 滯環(huán)控制電流瞬時(shí)值比較方式20-21
  • 3.3.2 定時(shí)控制的電流瞬時(shí)值比較方式21
  • 3.3.3 SPWM 方式21-25
  • 3.4 基于無差拍算法的并網(wǎng)方式25-29
  • 3.4.1 無差拍控制25-27
  • 3.4.2 系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)的預(yù)測(cè)27-29
  • 3.5 仿真實(shí)驗(yàn)29-33
  • 3.6 本章小結(jié)33-34
  • 第4章 光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)研究34-61
  • 4.1 光伏電池的輸出特性和數(shù)學(xué)模型34-39
  • 4.1.1 光伏電池的原理及輸出特性34-37
  • 4.1.2 簡(jiǎn)化的光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型及仿真37-39
  • 4.2 光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤方法的比較分析39-43
  • 4.2.1 恒電壓跟蹤(CVT)39-40
  • 4.2.2 擾動(dòng)觀察法40-41
  • 4.2.3 電導(dǎo)增量法41-42
  • 4.2.4 模糊邏輯控制42-43
  • 4.3 基于最優(yōu)梯度法的最大功率點(diǎn)跟蹤43-49
  • 4.3.1 最優(yōu)梯度法原理43-44
  • 4.3.2 最優(yōu)梯度法的穩(wěn)定性研究44-49
  • 4.4 基于模糊自適應(yīng)PID 控制的電壓調(diào)節(jié)器49-60
  • 4.4.1 光伏陣列工作電壓的調(diào)節(jié)49-50
  • 4.4.2 基于模糊自適應(yīng)PID 控制的電壓調(diào)節(jié)器50-54
  • 4.4.3 仿真實(shí)驗(yàn)54-60
  • 4.5 本章小結(jié)60-61
  • 第5章 光伏并網(wǎng)逆變器的無功補(bǔ)償和諧波抑制61-68
  • 5.1 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的有功輸出和無功補(bǔ)償綜合控制策略61
  • 5.2 無功和諧波電流的檢測(cè)61-63
  • 5.3 仿真實(shí)驗(yàn)63-67
  • 5.3.1 GCPS 僅對(duì)電網(wǎng)電流進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那闆r64-66
  • 5.3.2 GCPS 對(duì)電網(wǎng)電流進(jìn)行補(bǔ)償同時(shí)向電網(wǎng)輸送有功功率的情況66-67
  • 5.4 本章小結(jié)67-68
  • 第6章 單相光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)68-81
  • 6.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)68-69
  • 6.2 主功率電路的設(shè)計(jì)69-70
  • 6.3 控制電路設(shè)計(jì)70-73
  • 6.3.1 主控電路的設(shè)計(jì)70-71
  • 6.3.2 信號(hào)檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)71-72
  • 6.3.3 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)72-73
  • 6.4 基于FPGA 的數(shù)字鎖相環(huán)73-77
  • 6.5 PWM 波形的產(chǎn)生方法77-80
  • 6.6 本章小結(jié)80-81
  • 結(jié)論81-83
  • 參考文獻(xiàn)83-87
  • 致謝87-88
  • 詳細(xì)摘要88-93


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信息    

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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;

基于PV-IPM的光伏并網(wǎng)逆變器    相海濤;蔣海江;馬翠姣;宋高升;

基于DSP的光伏并網(wǎng)逆變器研究    謝子青;

不可調(diào)度式單相光伏并網(wǎng)裝置的平波電容容量的選擇    沈玉梁;蘇建徽;趙為;余世杰;王斯成;王德鄰;

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PI控制算法和預(yù)測(cè)控制算法在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用    趙為;沈玉梁;余世杰;蘇建徽;

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;

三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真    陶曉峰;吳紅斌;

單相非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器中共模電流抑制的研究    孫龍林;張興;許頗;趙為;曹仁賢;

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(cè)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(jí)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?jiǎn)?/span>

“中國(guó)太陽能第一樓”在京運(yùn)行成功    記者 余方

探訪國(guó)產(chǎn)太陽能并網(wǎng)光伏電站    本報(bào)記者文雯

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    趙為

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

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

單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的分析與研究    王飛

電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)器(UPQC)及其控制策略研究    張國(guó)榮

Z-源變流器關(guān)鍵技術(shù)的研究    丁新平

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

獨(dú)立光伏系統(tǒng)中蓄電池管理的研究    歐陽名三

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

嵌入式網(wǎng)關(guān)研究及在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用    劉昊鈺

基于LCL的多功能光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)研究    趙威

LCL型單相光伏并網(wǎng)逆變器控制策略的研究    張小娥

基于LCL的光伏并網(wǎng)諧波抑制技術(shù)研究    李子龍

基于uCOS-Ⅱ的三相光伏并網(wǎng)逆變器實(shí)時(shí)控制研究    李少階

基于DSP+FPGA的三電平光伏并網(wǎng)逆變器控制研究    張軍

基于無逆流聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的光伏發(fā)電并網(wǎng)控制系統(tǒng)的研究    鄧命

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其控制策略的研究    李征

單相光伏并網(wǎng)逆變器的研制    張凌