单相非隔离型光伏并网逆变器的研究

【摘要】： 在能源枯竭与环境污染问题日益严重的今天,新能源的开发与利用愈来愈受到重视。太阳能是当前世界上最清洁、最现实、最有大规模开发利用前景的可再生能源之一。其中太阳能光伏利用受到世界各国的普遍关注。而太阳能光伏并网发电是太阳能光伏利用的主要发展趋势,必将得到快速的发展。在并网型光伏发电系统中,逆变器是系统中最末一级或唯一一级能量变换装置,其效率的高低、可靠性的好坏将直接影响整个并网型系统的性能和投资。按照不同的标准光伏并网逆变器的拓扑结构分为很多种,本文主要研究单相非隔离型光伏并网逆变器。 文章首先概述了光伏并网系统的发展情况并分析了当前国际金融危机对光伏产业的影响。其次,分析了当前国际市场上主要的光伏逆变器产品的特点,概括了光伏并网系统中光伏阵列的配置。随后,本文以单相全桥拓扑为模型分析了非隔离型并网系统在采用不同的PWM调制策略下的共模电流,指出了抑制共模电流需满足的条件。对于全桥和半桥拓扑,分析了不同的滤波方式对共模电流抑制的影响。总结了能够抑制共模电流的实用电路拓扑并提出了一种能够抑制共模电流的新拓扑。对不同拓扑的损耗情况在文章中进行了比较。 对于非隔离型并网系统中的逆变器易向电网注入直流分量的问题,首先分析了直流分量产生的原因及其导致变压器产生的直流偏磁饱和现象。在此基础上,总结了抑制直流分量的方法,指出了半桥拓扑能够抑制直流分量。对于并网电流的控制,工程上通常采用比例积分控制器,而比例积分控制器在理论上无法实现无静差控制,因此,本文对能够实现无静差控制的比例谐振控制器进行了简要分析。最后,在非隔离型1.5kW实验平台上对共模电流和直流分量的抑制方法进行了验证。 【关键词】：光伏并网 共模电压 共模电流 直流分量 比例谐振
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 致谢8-14
• 第一章 绪论14-25
• 1.1 课题研究的背景和意义14-16
• 1.2 光伏发电在国内外的发展现状16-22
• 1.2.1 光伏并网的发展情况及金融危机对光伏产业的影响16-17
• 1.2.2 国际光伏并网技术的发展17-19
• 1.2.3 国内外光伏并网逆变器产品的特点及发展趋势19-22
• 1.3 光伏并网逆变器的成本及效率问题22-23
• 1.4 论文的主要内容23-25
• 第二章 光伏并网系统的体系结构25-33
• 2.1 光伏阵列的配置25-27
• 2.2 光伏系统的体系结构27-31
• 2.2.1 集中式结构27
• 2.2.2 集成式结构27-29
• 2.2.3 串型结构29-30
• 2.2.4 多重串结构30-31
• 2.2.5 主从结构31
• 2.3 光伏并网体系结构的发展趋势31-33
• 第三章 并网系统中共模电流的抑制33-46
• 3.1 非隔离型光伏并网系统中的共模电流33-34
• 3.2 单相光伏并网系统的共模分析34-38
• 3.2.1 单相全桥逆变器的共模分析34-36
• 3.2.2 半桥逆变器的共模分析36-38
• 3.3 不同滤波方式对共模电流抑制的影响38
• 3.4 抑制共模电流的实用电路拓扑38-46
• 3.4.1 带交流旁路的全桥逆变器38-39
• 3.4.2 带直流旁路的全桥逆变器39-40
• 3.4.3 H5 拓扑40
• 3.4.4 本文提出的混合桥臂拓扑40-42
• 3.4.5 各种拓扑结构损耗的比较42-43
• 3.4.6 三相拓扑43-46
• 第四章 并网逆变器输出直流分量的抑制46-57
• 4.1 相关国家关于直流分量的标准规范46
• 4.2 直流分量的产生原因46-47
• 4.3 变压器的直流偏磁饱和现象47-48
• 4.4 直流分量的抑制方法48-57
• 4.4.1 软件直流分量的抑制48-49
• 4.4.2 硬件直流分量的抑制49-50
• 4.4.3 基于虚拟电容概念的直流分量抑制方法50-52
• 4.4.4 半桥及其改进拓扑52-57
• 第五章 基于准比例谐振控制器的并网电流控制技术57-63
• 5.1 并网系统的结构57
• 5.2 并网逆变器的控制原理57-58
• 5.3 电流内环控制器的选择58-60
• 5.3.1 电流比例(P)控制58-59
• 5.3.2 电流比例积分(PI)控制59-60
• 5.3.3 电流比例谐振(PR)控制60
• 5.4 准比例谐振控制器的参数设计与仿真60-63
• 第六章 系统实验及分析63-71
• 6.1 实验系统硬件设计63-66
• 6.1.1 系统构成63
• 6.1.2 IPM 模块的选择63-64
• 6.1.3 控制电路设计64-66
• 6.2 实验系统软件设计66-68
• 6.3 实验结果68-71
• 第七章 总结与展望71-72
• 参考文献72-76
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文76-77

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

光伏并网微逆变器研究中的关键技术    黄红桥;危韧勇;陈有根;杨金;

基于DSP的H6拓扑非隔离光伏并网逆变器的研究    汤斐挺;赵龙章;侯少访;

单相两级式非隔离型光伏并网逆变器的研制    刘迪;陈国联;

一种新型光伏并网逆变器的拓扑结构及其直流分量分析    尹亮;宋平岗;胡柳;徐凯;

光伏并网系统中直流注入问题最新进展及发展趋势    周林;杨冰;郭珂;李红新;张正茂;

单相光伏并网逆变系统研究    郭克;肖宁;

基于DSP的10kW微网逆变器软件设计    洪洁

两级式光伏并网逆变器及其功率解耦研究    王翀

基于无延时坐标变换的单相逆变器并网控制技术研究    侯凌云

3KW单相非隔离型光伏并网逆变器的研究    崔龙彬

输出并联型双Cuk逆变器控制策略研究    仇雷

VSC-HVDC系统交流输出中直流分量抑制的控制方法    李雄杰

光伏发电系统变流器的研究    王雪婷

6kW单相光伏并网系统的研制    王翔

光伏并网逆变器的研究    杨玉林

双级式光伏并网逆变器的研究    魏延杰

UPS电源输出变压器的偏磁分析    涂方明,王志飞,孙巍

一种新颖的含有谐振控制器的CVCF逆变器多环反馈控制方法    黄沁,李耀华

新型并网逆变器控制策略比较和数字实现    郭小强;邬伟扬;赵清林;

基于Delta算子的谐振控制器实现高频链逆变器波形控制    张纯江;张婧;邬伟扬;徐殿国;

DSP控制SPWM全桥逆变器直流偏磁的研究    李剑;康勇;陈坚;

基于Boost变换器的光伏并网逆变控制系统研究    许颇;张崇巍;张兴;曹仁贤;

光伏并网发电系统的控制策略研究    郑诗程;葛芦生;丁明;苏建徽;

三相光伏并网系统的控制策略研究    郑诗程;夏伟;

一种简单的逆变器输出直流分量消除方法    叶智俊;严辉强;余运江;吴建德;

国内外太阳能光伏发电发展综述    李文婷,刘宏,陈慧玲

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

数字低通滤波器频率特性的仿真研究    周伟;李雪莲;

太阳能供电与半导体制冷箱的设计    张曦;

太阳辐射量与光伏系统优化设计软件    杨金焕;葛亮;

光伏系统设计思路及注意事项    王润波;

100kW风光互补电站设计    杨帮宇;

大型集中并网光伏电站硬件设计要求及安全保护    王志刚;龙维绪;崔海昱;邓菊莲;刘祖明;廖华;涂洁磊;

光伏并网发电的最大功率点跟踪算法研究    王桂英;史金玲;纪飞;王欢;

太阳能光伏模块电气特性的数学建模与仿真    戴训江;晁勤;

太阳电池的负载匹配理论与负载变换技术    王康模;陈长缨;于志刚;刘兴华;刘小冲;赵俊;

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

基于PSIM9.0的单相光伏逆变系统的仿真研究    孙冰;白树忠;郑世松;

光伏并网给定电流幅值偏移的孤岛检测方法    郑世松;孙冰;王玉斌;

基于三电平变换器的三相四线并联有源电力滤波器研究    宫力;

含蓄电池储能的光伏并网发电系统的建模与仿真    董旭柱;雷金勇;饶宏;黄晓东;刘怡;李鹏;

基于DSP控制的无刷直流电动机系统    肖俊武;李莉;

基于线电流解耦算法的三相光伏并网系统    谭甲凡;

低成本车载GPS／DR组合导航系统的研究    王美玲;曹彦岗;刘伟;

数字信号处理器在焊接电源中的应用前景    华学明;吴毅雄;张勇;焦馥杰;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

有机基太阳能电池中有序结构材料及其界面和性能    杨志胜

基于并网逆变器电能质量与变换效率的若干关键技术研究    杨波

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

可再生能源发电政策与环境效益分析方法研究    秦湘灵

微网多目标优化运行及控制策略研究    崔明勇

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

基于DSP试验机测控系统的研究    孟令君

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

基于桥检车的驻车充电站系统的设计实现    杨光

用于城市公交车的能量再利用智能控制系统的研制    谢玉录

基于ADSP-BF533的非侵入式高效电机监测系统    徐海洋

光伏并网发电系统的MPPT及孤岛检测新方法的研究    于希洋

德国为什么大力发展光伏?    吕志新;

单相PWM整流器主电路参数选择探讨    唐丽丽,郑琼林

宽输入电压范围单相光伏并网变换器的控制策略    王剑;郝瑞祥;王翔;郑琼林;

人类理想的新能源——太阳能发电    陈幼松

无变压器光伏并网逆变器的拓扑结构    沈友朋;宋平岗;

光伏并网技术与市场——现状与发展    尹璐;赵争鸣;

大型电力变压器直流偏磁试验研究    谢志平;姜益民;魏本刚;苏磊;洪睿钧;

太阳能路灯系统优化设计探讨    王金生;

基于微机测量系统零漂误差的校准    高贞彦,张巍,柴寿臣

基于扰动观察法的最大功率跟踪的实现    吴华波;

一种新型的最大功率跟踪实现方法在太阳能充电器中的应用    岳新苗;吴捷;张先勇;

    汪刘胜

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

光伏并网功率调节系统及其控制的研究    汪海宁

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

大型电力变压器直流偏磁现象的研究    姚缨英

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究    张超

交流系统故障时VSC-HVDC系统的控制与保护策略研究    陈海荣

光伏发电系统逆变技术研究    吴春华

基于电压源换流器的高压直流输电系统控制策略研究    周国梁

太阳能光伏发电系统的控制问题研究    熊远生

三相高功率因数PWM整流器的设计    高争华

基于矢量控制的PWM整流器研究    景小萍

基于MC9S12光伏并网逆变器研究    王名发

10kW光伏并网逆变器的研制    刘志强

基于空间电压矢量控制的三相电压型PWM整流器的研究    韩啸一

电动车车载光伏发电系统的研究与设计    钟长艺

单相5kw光伏并网逆变器的研制    汤济泽

河南省太阳能光伏发电发展前景的研究    郭勇

500W光伏并网逆变器的设计    朱铭炼

单相数控光伏并网发电系统的研究    刘传洋

定子双绕组异步风力发电实验系统并网及风力机模拟技术的研究    王超

6KVA三相四桥臂逆变器的研究    陈凯

有源钳位反激式光伏并网逆变器的研究    莫琼

基于DSP控制的单相光伏并网逆变器的研究    唐伟

微电网中光伏系统的控制与稳定性分析    刘杏林

太阳能光伏并网发电系统的研究    王飞,余世杰,苏建徽,沈玉梁

新型逆变器滑模控制方案研究    马皓,张涛,韩思亮

光伏并网发电及无功补偿的统一控制    汪海宁,苏建徽,张国荣,茆美琴,丁明

能量回馈式PWM整流器并网的工程设计方法    刁利军;刘志刚;郝荣泰;沈茂盛;

一种高性能的单相逆变器多环控制方案    熊健;周亮;张凯;史鹏飞;

带状态观测器的逆变器增广状态反馈控制和重复控制    刘新民;邹旭东;康勇;柳彬;

光伏并网发电系统的控制方法    赵为;余世杰;沈玉梁;苏建徽;

DC/DC变换器的滑模变结构控制    杨志洵,侯振程,于相旭

全桥式逆变电路抗单向偏磁自动调节保护电路    申哲;张人豪;

焊接逆变器偏磁问题及其防止措施的研究    柳刚;胡绳荪;孙栋;侯文考;路登平;赵家瑞;

蓬勃发展的青海省光伏事业    刘宏;

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

一种改进型的单相无变压器型PV逆变器拓扑结构    宋平岗;沈友朋;

逆变器驱动电机系统中不同接地情况下的共模耦合电流路径    幸善成;吴正国;

逆变器驱动电机系统中共模耦合电流的研究    幸善成;吴正国;吴言凤;

单相非隔离型光伏并网系统中共模电流抑制的研究    张兴;孙龙林;许颇;赵为;曹仁贤;

三相非隔离型光伏并网逆变器共模电流分析    沈友朋;宋平岗;

逆变器驱动电动机系统中轴承电流产生的机理研究    幸善成,吴正国

牵引变流器共模干扰分析    王洪峰;关振宏;吴桢生;谢峰;唐顺;程新伟;

PWM逆变器输出有源滤波技术及其发展    姜艳姝,陈希有,徐殿国

级联多电平逆变器空间矢量调制算法零序电压分布及优化算法    刘铮;王翠;彭永进;孟志强;

光伏逆变器的调制方式分析与直流分量抑制    刘鸿鹏;王卫;吴辉;

单相非隔离型光伏并网逆变器中共模电流抑制的研究    孙龙林;张兴;许颇;赵为;曹仁贤;

PWM脉宽调制调速系统电机耐压及轴承电流问题的研究    张登山;赵宏;李华德;

不可调度式单相光伏并网装置的平波电容容量的选择    沈玉梁;苏建徽;赵为;余世杰;王斯成;王德邻;

单相光伏并网装置主功率器件单极性安全切换模式    沈玉梁;余世杰;苏建徽;赵为;王斯成;王德邻;

一次主变送电的异常跳闸分析    杨继业;

单相光伏并网系统及其反孤岛策略的仿真研究    褚小莉;余晓东;

印制线路板上共模电流的辐射干扰预测    李晓辉;周力;殷仕伦;

PI控制算法和预测控制算法在光伏并网发电系统中的应用    赵为;沈玉梁;余世杰;苏建徽;

单周控制理论在有源电力滤波器中的应用    徐明;万蕴杰;张海;王伟;周林;

直流分量跟踪法在单频干涉测长系统中的应用    薛江蓉;孔令民;王志兴;程雪苹;

给点儿阳光就“灿烂”    杨朝晖

节能建筑：给点儿阳光就“灿烂”    杨朝晖

呼吁推动光伏建筑一体化    张涛

世界级太阳能发电系统在深圳建成    王明毅

专业功放    成都 乐兴余

阳光“增色”北京奥运    本报记者 汪红蕾

“太阳神”为可持续发展聚能    记者 杨川梅

太阳能电池呼唤政策春风    魏喆

光伏建筑一体促进节能    本报记者 唐沙

探访国产太阳能并网光伏电站    本报记者文雯

PWM电机驱动系统传导共模EMI抑制方法研究    姜保军

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

基于三相四桥臂逆变器的电机驱动系统EMC及可靠性研究    黄劲

印刷电路板的电磁辐射研究    吴多龙

光伏并网功率调节系统及其控制的研究    汪海宁

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

基于Rogowski线圈的大电流测量传感理论研究与实践    李维波

基于Z源型逆变器的光伏并网发电系统的研究    许颇

基于矩阵变换器的永磁同步电机矢量控制系统    葛红娟

单相非隔离型光伏并网逆变器的研究    孙龙林

3KW单相非隔离型光伏并网逆变器的研究    崔龙彬

光伏并网系统逆变器控制技术及共模电流研究    高金玲

高效单相非隔离型光伏并网逆变器的研制    钟良文

光伏并网控制方法和系统的研究    汪进进

PWM逆变器有源共模EMI滤波器研究    袁鹏

嵌入式网关研究及在光伏并网系统中应用    刘昊钰

基于三相四桥臂逆变器驱动的电机控制系统EMC研究    王志

牵引变流器电磁兼容技术研究    陈郭霞

PWM变频调速系统相关技术问题研究    陈景熙