單相5kw光伏并網(wǎng)逆變器的研制

【摘要】：在能源日益枯竭的今天,新能源的開發(fā)和研究必然會成為未來的熱點問題,太陽能作為眾多新能源之一,以其清潔、經(jīng)濟等優(yōu)勢倍受青睞,光伏并網(wǎng)發(fā)電會成為太陽能利用的必然趨勢。近幾年,我國的光伏事業(yè)發(fā)展迅速,但與國外的先進水平還有一定的差距。本文從光伏逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)出發(fā),詳細分析了光伏發(fā)電原理、最大功率點追蹤、孤島檢測和并網(wǎng)過程。 論文首先分析了光伏發(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和應用前景,對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的種類、結(jié)構(gòu)和并網(wǎng)標準進行了綜述。給出了光伏逆變器的主回路原理圖,并分析了工作狀態(tài),計算了回路的主要參數(shù)。 其次,在分析光伏陣列特性的基礎上,總結(jié)和比較了常用的幾種MPPT(Maximum power point Tracking)控制方法,通過擾動觀測法對并網(wǎng)逆變器輸出電流的控制,實現(xiàn)了光伏陣列的MPPT,并給出了設計方案和仿真實驗驗證。再次,詳細地分析了逆變器的并網(wǎng)控制策略,確定了在獨立工作模式下電網(wǎng)電壓前饋控制和輸出電流反饋控制相結(jié)合的方式。給出了詳細的硬件和軟件設計原理,并利用Matlab軟件進行系統(tǒng)仿真,驗證了系統(tǒng)建模和設計的正確性。 最后,詳細描述目前檢測孤島的方法,本文中采用主動頻率漂移法來檢測電網(wǎng)發(fā)生的孤島故障,根據(jù)要求搭建實驗平臺,給出了實驗波形,滿足保護要求。 【關鍵詞】：光伏發(fā)電 MPPT 逆變器 并網(wǎng)控制 孤島檢測
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 光伏發(fā)電的背景及意義9-11
• 1.1.1 世界能源形勢9-10
• 1.1.2 太陽能利用方式10-11
• 1.1.3 光伏發(fā)電的研究意義11
• 1.2 光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國外光伏發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)光伏發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 光伏發(fā)電的發(fā)展前景13-14
• 1.4 本文所做的工作14
• 1.5 本章小結(jié)14-16
• 第二章 最大功率點跟蹤控制策略的實現(xiàn)16-29
• 2.1 太陽能電池的工作原理和特性曲線16-18
• 2.1.1 太陽能電池的工作原理16
• 2.1.2 太陽能電池的特性曲線16-18
• 2.2 最大功率跟蹤方法的研究18-23
• 2.2.1 MPPT 控制策略18-19
• 2.2.2 幾種常見的最大功率跟蹤控制方法19-22
• 2.2.3 其他的MPPT 控制方法22-23
• 2.3 擾動觀察法的仿真及軟件實現(xiàn)23-28
• 2.3.1 MPPT 仿真實驗23-26
• 2.3.2 MPPT 軟件實現(xiàn)26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 單相光伏工作原理及控制技術的研究29-41
• 3.1 單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的工作原理29-31
• 3.1.1 單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)29-30
• 3.1.2 主回路工作狀態(tài)分析30-31
• 3.2 主回路設計及選型31-35
• 3.2.1 功率器件的選型31-32
• 3.2.2 直流側(cè)濾波器的設計32-33
• 3.2.3 交流側(cè)濾波器的設計33-34
• 3.2.4 隔離變壓器的設計34-35
• 3.3 光伏并網(wǎng)逆變器控制策略的研究35-40
• 3.3.1 輸出控制方式35
• 3.3.2 電壓跟蹤控制方式35-36
• 3.3.3 電流跟蹤控制方式36-38
• 3.3.4 本設計采用的控制方式38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 基于單片機的硬件和軟件設計41-59
• 4.1 逆變器功能參數(shù)41-42
• 4.2 系統(tǒng)總體控制方案42-43
• 4.3 控制CPU的選擇43
• 4.4 主控單元的硬件結(jié)構(gòu)及組成43-50
• 4.4.1 信號檢測電路44-45
• 4.4.2 PWM 輸出電路45-46
• 4.4.3 CPU 供電電路46-47
• 4.4.4 485通訊電路47-49
• 4.4.5 頻率檢測電路49
• 4.4.6 繼電器保護電路49-50
• 4.5 系統(tǒng)軟件設計及實驗分析50-58
• 4.5.1 系統(tǒng)故障保護功能軟件設計50-54
• 4.5.2 系統(tǒng)總體軟件設計54-55
• 4.5.3 系統(tǒng)仿真55-57
• 4.5.4 系統(tǒng)實驗及分析57-58
• 4.6 本章小結(jié)58-59
• 第五章 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島效應及防止策略59-67
• 5.1 孤島效應的定義及危害59-60
• 5.1.1 孤島效應的定義59
• 5.1.2 孤島效應的危害59-60
• 5.2 孤島效應的國際通用標準60
• 5.3 孤島效應出現(xiàn)的原因60-62
• 5.4 孤島效應的檢測方法62-64
• 5.4.1 被動檢測方法62-63
• 5.4.2 主動檢測方法63-64
• 5.5 本項目采用的孤島檢測方法及實驗分析64-66
• 5.5.1 軟件實現(xiàn)64-65
• 5.5.2 實驗分析65-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 總結(jié)67
• 6.2 展望67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻70-73
• 附錄73-75
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文75-76

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