單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的研究

【摘要】： 針對(duì)當(dāng)前能源緊張的局面,太陽(yáng)能作為綠色能源越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽(yáng)能利用的主要形式,具有廣闊的發(fā)展前景,光伏發(fā)電系統(tǒng)并入電網(wǎng)是太陽(yáng)能利用的必然趨勢(shì)。本文主要對(duì)并網(wǎng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、能量變換、最大功率點(diǎn)跟蹤、控制方案以及并網(wǎng)過(guò)程中孤島效應(yīng)產(chǎn)生和檢測(cè)進(jìn)行了分析和研究。 本文針對(duì)單相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)采用了適合其特點(diǎn)的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),該電路結(jié)構(gòu)沒(méi)有用工頻或高頻變壓器,具有體積小,成本低,控制方案易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)單相能量變換進(jìn)行分析研究,在此基礎(chǔ)上對(duì)基于單片機(jī)和DSP的單相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。 研究常用的幾種光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤方法,比較了他們的優(yōu)缺點(diǎn)。本文采用能快速,準(zhǔn)確跟蹤光伏電池最大輸出功率點(diǎn)的基于平均值控制的方法(電流平均值法)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出最大功率的追蹤控制。從理論上證明了光伏電池陣列的前級(jí)DC-DC升壓電路中,可以通過(guò)占空比的調(diào)節(jié),改變光伏陣列輸出功率,從而跟蹤光伏電池最大輸出功率。對(duì)單相光伏發(fā)電逆變輸出級(jí)建立控制模型,采用電流反饋型并網(wǎng)控制方案。同時(shí),針對(duì)單電流環(huán)控制方式存在的不足,采用了零電流的改進(jìn)方案,并用MATLAB進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方案的可行性及有效性。 本文最后對(duì)主電路中主要器件的選型給出了理論計(jì)算結(jié)果,并搭建電路板來(lái)驗(yàn)證該設(shè)計(jì)在實(shí)際條件應(yīng)用中的可行性。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng) 最大功率追蹤 DC-DC變換器 電流平均值法 DC-AC變換器
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國(guó)外光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展和趨勢(shì)11-12
• 1.2.2 我國(guó)光伏并網(wǎng)發(fā)電的發(fā)展12-14
• 1.3 并網(wǎng)系統(tǒng)的孤島效應(yīng)14
• 1.4 分布式并網(wǎng)發(fā)電的標(biāo)準(zhǔn)14-15
• 1.5 本課題的主要內(nèi)容15-17
• 第2章 單項(xiàng)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)分析17-26
• 2.1 單項(xiàng)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)17-19
• 2.2 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的分類19-20
• 2.3 單項(xiàng)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的能量分析20-24
• 2.3.1 并網(wǎng)系統(tǒng)間的能量變換21-22
• 2.3.2 并網(wǎng)逆變器分析22-23
• 2.3.3 逆變器控制方法分析23-24
• 2.4 并網(wǎng)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)分析24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第3章 光伏系統(tǒng)最大功率追蹤的實(shí)現(xiàn)26-43
• 3.1 太陽(yáng)能電池板的基本特性26-31
• 3.1.1 電池板的電路模型和數(shù)學(xué)模型26-27
• 3.1.2 日照強(qiáng)度對(duì)光伏電池輸出特性的影響27-28
• 3.1.3 電池板溫度對(duì)輸出特性的影響28-29
• 3.1.4 電池板串并聯(lián)分析29-31
• 3.2 電池板的仿真模型的建立31-33
• 3.3 最大功率追蹤的實(shí)現(xiàn)方法33-35
• 3.4 最大功率追中的原理及電路結(jié)構(gòu)分析35-39
• 3.4.1 前級(jí)DC-DC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇35-36
• 3.4.2 最大功率追蹤原理分析36-39
• 3.5 基于simulink的最大功率追蹤的仿真實(shí)現(xiàn)39-42
• 3.5.1 仿真拓?fù)鋱D39-40
• 3.5.2 仿真結(jié)果40-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第4章 DC-AC并網(wǎng)控制方案43-56
• 4.1 并網(wǎng)逆變器向量分析43-44
• 4.2 逆變器的控制方法44
• 4.3 電流滯環(huán)控制方式44-45
• 4.4 SPWM電流控制法45-53
• 4.4.1 電壓無(wú)前饋環(huán)節(jié)時(shí)的仿真波形48-49
• 4.4.2 電壓前饋環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)的影響49-51
• 4.4.3 零電流誤差控制51-53
• 4.5 電壓外環(huán)控制53-55
• 4.6 本章小結(jié)55-56
• 第5章 參數(shù)的計(jì)算及硬件電路的實(shí)現(xiàn)56-68
• 5.1 前級(jí)Boost電路參數(shù)計(jì)算56-59
• 5.1.1 電感參數(shù)的選擇56-58
• 5.1.2 電容的選擇58-59
• 5.2 逆變器部分主要參數(shù)設(shè)計(jì)59-61
• 5.2.1 濾波電感的選擇59-61
• 5.2.2 開(kāi)關(guān)管的選擇61
• 5.3 硬件電路設(shè)計(jì)61-64
• 5.3.1 電流檢測(cè)電路61-62
• 5.3.2 電池板電壓檢測(cè)電路62-63
• 5.3.3 電網(wǎng)電壓同步信號(hào)檢測(cè)電路63-64
• 5.4 控制框圖64-67
• 5.4.1 前級(jí)DC-DC電路控制框圖64-65
• 5.4.2 DC-AC變換的實(shí)現(xiàn)65-66
• 5.4.3 前級(jí)DC-DC變換器的控制板制作66-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 總結(jié)68-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果75-76

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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

基于DSP的電源數(shù)字控制研究    李春燕

風(fēng)光混合獨(dú)立供電系統(tǒng)的研究    陳俊

基于DSP控制的逆變器模塊的無(wú)連線并聯(lián)研究    付好名

無(wú)互聯(lián)線并聯(lián)逆變器控制技術(shù)研究    李樂(lè)

單相逆變器無(wú)連線并聯(lián)技術(shù)研究    雷彪

分布式獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變電源及其并聯(lián)的研究    王昉

并網(wǎng)型單相光伏逆變器的研究    張洪亮

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一種恒流型白光LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)    唐新偉

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PWM控制器的控制方法    周林,蔣建文,易強(qiáng),羅眉

光伏電源最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法研究    雷元超,陳春根,沈駿,黃躍杰,陳國(guó)呈

并網(wǎng)光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤控制的一種改進(jìn)措施及其仿真和實(shí)驗(yàn)研究    楊海柱;金新民;

滯環(huán)控制變流器的開(kāi)關(guān)頻率研究    張加勝,郝榮泰

采用電流滯環(huán)調(diào)節(jié)器的電壓矢量控制PWM整流器系統(tǒng)    趙振波,李和明,董淑惠

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在逆變器控制中的應(yīng)用    龔春英,沈忠亭,李春燕,嚴(yán)仰光

滑模技術(shù)在PV最大功率追蹤系統(tǒng)中的應(yīng)用    張淼,吳捷

三相電壓型PWM整流器空間矢量脈寬調(diào)制研究    屈莉莉,楊振坤,楊兆華

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