光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的研究與設計

【摘要】： 在能源枯竭環(huán)境污染日益嚴重的今天,光伏發(fā)電結合其自身的特點,日益得到各國的重視并將成為各國競向發(fā)展的熱點。而光伏并網發(fā)電又是光伏利用中的發(fā)展趨勢,基于此,本文對單相并網發(fā)電系統(tǒng)進行了研究,并設計了一臺1.5KW的單相光伏并網裝置。 在對主電路拓撲、MPPT、防孤島效應、逆變并網控制方法詳細分析的基礎上,選用了一種雙重BOOST前級電壓匹配、后級全橋逆變的非隔離型的主電路拓撲結構,這種結構具有前級DC/DC變換控制簡單、中問直流母線電壓波動小、效率高、體積小等優(yōu)點。MPPT采用后級實現(xiàn)方式;防孤島效應采用有被動和主動兩種方式;逆變并網控制是光伏并網發(fā)電系統(tǒng)中最為重要的環(huán)節(jié),其功能作用是把前級的直流電轉化為與電網電壓同頻同相的交流電與電網并聯(lián),并使其輸出電流為單位功率因數、總諧波畸變率小于5%,本文對各種逆變并網控制策略分析比較的基礎上,采用了帶有電網電壓前饋補償的瞬時電流控制方式來實現(xiàn)。 系統(tǒng)整體以UC3875和TMS320LF2812為控制核心,前級有UC3875進行雙環(huán)控制直流母線電壓,后級最大功率跟蹤、防孤島效應、逆變并網、并聯(lián)通訊及故障保護有TMS320LF2812來實現(xiàn)。本文總體工作包括詳細的理論分析、主電路設計、軟件及硬件電路的設計、調試及實驗波形分析等。 【關鍵詞】：光伏并網 MPPT(最功率點跟蹤) 防孤島效應 單位功率因數 總諧波畸變率
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-7
• 第一章 緒論7-12
• 1.1 課題的研究背景7-8
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國內的研究現(xiàn)狀10
• 1.3 發(fā)展趨勢10-11
• 1.4 本文所做的主要工作11-12
• 第二章 光伏并網發(fā)電系統(tǒng)主電路分析及方案選擇12-21
• 2.1 隔離型12-18
• 2.1.1 電網頻率隔離型12-13
• 2.1.2 高頻變壓器隔離型13-18
• 2.2 非隔離型18-19
• 2.2.1 二級結構非隔離型的并網控制器18-19
• 2.2.2 單級結構的并網控制器19
• 2.3 本文系統(tǒng)方案的確定19
• 2.4 小結19-21
• 第三章 最大功率跟蹤的分析及系統(tǒng)實現(xiàn)21-28
• 3.1 太陽電池特性的分析21-22
• 3.2 最大功率點跟蹤的方法22-27
• 3.2.1 擾動觀察法23-24
• 3.2.2 電導增量法24-25
• 3.2.3 單電流檢測判斷法25-26
• 3.2.4 MPPT的系統(tǒng)實現(xiàn)方法26-27
• 3.3 小結27-28
• 第四章 防孤島方法的研究與系統(tǒng)實現(xiàn)28-35
• 4.1 孤島效應的原理及并網的相關標準28-29
• 4.1.1 孤島效應的原理分析28
• 4.1.2 并網的相關標準28-29
• 4.2 反孤島效應控制方法的研究與實驗分析29-34
• 4.2.1 孤島效應的分析29-30
• 4.2.2 被動防孤島效應方法的分析30-31
• 4.2.3 主動防孤島效應方法的分析31-34
• 4.3 小結34-35
• 第五章 光伏并網逆變控制方法的研究35-57
• 5.1 光伏并網逆變控制方式分析36-37
• 5.2 滯環(huán)電流控制方式37-40
• 5.2.1 滯環(huán)電流跟蹤控制原理37-38
• 5.2.2 采用滯環(huán)電流跟蹤控制法進行DC/AC逆變仿真及波形分析38-40
• 5.3 帶有電網電壓前饋補償的瞬時電流控制40-42
• 5.3.1 電壓前饋補償原理分析40-41
• 5.3.2 帶有電壓前饋的瞬時電流閉環(huán)MATLIB仿真41-42
• 5.4 基于模擬電流調節(jié)器瞬時電流控制42-47
• 5.4.1 典型的電流誤差放大電路:42-43
• 5.4.2 改進的電流調節(jié)器設計43-47
• 5.5 電流預測控制47-48
• 5.6 重復控制48-56
• 5.6.1 單相電壓型并網逆變的數學模型分析49
• 5.6.2 重復控制的基本原理49-52
• 5.6.3 重復控制器的基本結構52-53
• 5.6.4 基于重復控制的電流跟蹤控制策略53
• 5.6.5 重復控制系統(tǒng)的性能分析53-56
• 5.7 小結56-57
• 第六章 小功率光伏并網逆變器的研制57-71
• 6.1 前級主電路參數的選擇和控制設計57-61
• 6.1.1 Boost電感大小的計算57-58
• 6.1.2 DC/DC變換控制方法的分析設計58-61
• 6.2 后級濾波電路及逆變控制設計61-68
• 6.2.1 濾波電路的分析設計61-65
• 6.2.2 逆變并網的實現(xiàn)65-68
• 6.3 并網實驗波形分析68-69
• 6.4 總結與展望69-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-75
• 附錄75-86

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