基于滤波反步法的光伏并网逆变器研究与设计

【摘要】：随着全球经济的发展,传统化石燃料日渐枯竭,新型绿色能源的开发越来越受到人们的重视。太阳能作为一种分布广泛、能量巨大、清洁的可再生能源深受人们的青睐。光伏并网发电是太阳能利用的一种重要方式,光伏并网逆变器作为光伏并网发电的主要设备,其性能的优劣决定着光伏并网发电系统是否能高质量、可靠地向电网输送电能。因此,研究一种高性能的光伏并网逆变器具有重要的现实意义。本文主要围绕单相光伏并网逆变器的并网控制策略进行了深入研究,并设计了一种基于滤波反步法的单相光伏并网逆变器,主要内容如下：论文在研究单相光伏并网逆变器的输入源和输出控制方式,以及单相光伏并网逆变器的主电路拓扑结构的基础之上,详细分析了单相全桥逆变器的工作原理,并建立了单相全桥光伏并网逆变器的数学模型。然后采用非线性控制方法中的反步法作为并网控制策略进行研究,分析其存在的缺陷,进而提出了一种基于滤波反步法的单相光伏并网逆变器,并运用Matlab/Simulink仿真工具建立了基于反步法的单相光伏并网逆变器和基于滤波反步法的单相光伏并网逆变器的仿真模型,仿真比较了两种并网控制策略的优劣。接着,研制了基于滤波反步法的小功率单相光伏并网逆变器样机,详细介绍了样机的主要硬件电路工作原理和电路参数计算方法,以及软件设计中各个模块的设计方法和程序流程图运行过程。最后,搭建了小功率单相光伏并网逆变器的实验系统,并实验测试和分析了开关管驱动电路的输出波形,以及小功率单相光伏并网逆变器输出的并网电流和电网电压的同步效果。仿真及实验结果表明：本文研究的滤波反步法并网控制策略可以较好实现对光伏并网逆变器的并网控制,所研制的小功率单相光伏并网逆变器样机得到的并网电流与电网电压相位差在8。以内,并网电流谐波符合国家并网标准。 【关键词】：光伏并网逆变器 并网控制策略 非线性 反步法
【学位授予单位】：广西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外光伏发电发展现状9-10
• 1.2.1 国外光伏发电的发展现状9-10
• 1.2.2 国内光伏发电的发展现状10
• 1.3 单相光伏并网逆变器的主要技术10-11
• 1.3.1 最大功率追踪控制10-11
• 1.3.2 并网控制11
• 1.3.3 孤岛检测11
• 1.4 单相光伏并网逆变器的技术要求11-12
• 1.4.1 电网电压与并网电流之间允许的相位差11-12
• 1.4.2 并网电流谐波标准12
• 1.5 单相光伏并网逆变器原理图及各部分功能简介12-13
• 1.6 本文的主要研究内容和结构安排13-15
• 第2章 单相光伏并网逆变器的分析15-21
• 2.1 光伏并网逆变器输入源和输出控制方式15-16
• 2.1.1 光伏并网逆变器直流电能输入源15-16
• 2.1.2 光伏并网逆变器输出控制方式16
• 2.2 单相光伏并网逆变器主电路拓扑结构16-21
• 2.2.1 光伏并网逆变器的相数16
• 2.2.2 光伏并网逆变器主回路拓扑结构16-19
• 2.2.3 滤波器结构19-21
• 第3章 单相光伏并网逆变器的并网控制策略研究21-37
• 3.1 单相光伏并网逆变器的数学模型21-23
• 3.2 单相光伏并网逆变器并网控制策略的选择23
• 3.3 基于反步法的单相光伏并网逆变器控制系统23-25
• 3.4 基于滤波反步法的单相光伏并网逆变器控制系统25-28
• 3.4.1 滤波反步法设计25-26
• 3.4.2 滤波反步法稳定性分析26-28
• 3.5 仿真分析28-37
• 3.5.1 基于反步法的并网控制方法仿真28-32
• 3.5.2 基于滤波反步法的并网控制方法仿真32-36
• 3.5.3 两种并网控制方法仿真结果对比及分析36-37
• 第4章 单相光伏并网逆变器样机设计37-53
• 4.1 硬件设计37-46
• 4.1.1 主控制器的选型与设计37-38
• 4.1.2 直流侧滤波电容的选取38-39
• 4.1.3 输出端LCL滤波电路参数设计39-40
• 4.1.4 开关管驱动电路设计40-41
• 4.1.5 电压和电流采样电路设计41-42
• 4.1.6 保护电路设计42-43
• 4.1.7 辅助电源设计43-46
• 4.2 软件设计46-53
• 4.2.1 AD采样信号的FIR数字滤波设计46-48
• 4.2.2 二阶低通滤波器设计48-49
• 4.2.3 滤波反步法设计49-50
• 4.2.4 SPWM波的生成50-53
• 第5章 实验结果及分析53-58
• 5.1 开关管驱动电路的测试结果及分析53-55
• 5.2 逆变器输出电流同步效果的测试结果及分析55-58
• 第6章 总结与展望58-59
• 6.1 总结58
• 6.2 工作展望58-59
• 参考文献59-62
• 攻读学位期间参与的课题研究及取得的研究成果62-63
• 致谢63-64

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

单相光伏并网逆变器的研究    刘军明

微电网光伏逆变器的研究    刘舜章

单相工频并网逆变系统研究与设计    李旺

基于LCL滤波的光伏并网逆变器控制策略研究    李飞胤

基于V2G技术的双向AC-DC变换器及其关键技术研究    贾紫蕊

三相光伏发电系统在线监测与控制技术研究    杨洁

光伏并网电流直流分量的成因和抑制    贾丹

单相光伏并网发电系统控制方法的研究    翟瑞淼

DSP控制SPWM全桥逆变器直流偏磁的研究    李剑;康勇;陈坚;

几种光伏系统MPPT方法的分析比较及改进    徐鹏威;刘飞;刘邦银;段善旭;

基于DSP2812的软件锁相    张喻;陈新;

一种新型光伏逆变器及其控制方法    钟宇明;文励洪;杨红;刘家恒;

基于DSP的光伏并网逆变器的设计    罗隆福;赵剑松;邓建国;莫旭杰;

基于改进周期平均模型的PWM整流器控制    董晓鹏,王兆安

光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法    董密;罗安;

基于DSP的光伏并网发电系统软件锁相技术    马茜;戴瑜兴;易龙强;

基于改进MPPT算法的光伏并网系统控制策略    焦阳;宋强;刘文华;

单级式单相太阳能光伏并网逆变系统的设计    姚为正;邓祥纯;易映萍;梁燕;

    本报记者 胡珺

光伏发电并网系统中的逆变技术研究    王彬

基于DSP控制的光伏逆变器研究    谢涛

单相光伏并网逆变器的研究与设计    齐乐

光伏并网控制方法和系统的研究    汪进进

光伏并网/独立供电两用逆变电源的研究    吴杰

单相光伏并网逆变器的研制    张凌

光伏并网逆变器的研制    杨军

单相光伏发电并网系统的研究    姜子晴

光伏并网发电系统的研究与设计    韩新建

光伏并网发电系统及其控制策略的研究    李征

脉冲均匀调制功率控制串联谐振式逆变器    颜文旭,沈锦飞,惠晶,吴雷

正弦逆变器控制软件设计    王耀北;闫英敏;

并联型逆变器的定角控制    朱晓荣,彭咏龙,李和明

数字双闭环瞬时值控制逆变器外特性研究    许爱国;谢少军;

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;

一种并联谐振型逆变器他激频率的控制方法    张春雨;彭咏龙;张智娟;

Z源逆变器的电压电流双闭环控制    崔彬;钱照明;丁新平;彭方正;

196系列单片机在空调逆变器中的运用    岳玉静;

多重化逆变器及其控制方法    梁中华;于平泳;刘春芳;卢宝宏;刘宏楠;

电动汽车双向阻抗源逆变器控制系统设计    周玉栋;许海平;曾莉莉;温旭辉;

组合式三相正弦逆变器控制软件设计    陈永利;霍艳军;

基于免疫算法的单相逆变器多目标最优控制策略研究    费雯丽;袁佳歆;陈立;

基于60°坐标系的五电平逆变器研究    李红利;方文俊;仇书文;

光伏并网逆变器伪孤岛现象的研究    郭建勇;方如举;李献伟;

逆变器无拍频控制策略研究    葛兴来;冯晓云;

新型中频正弦波逆变器控制方法实现的研究    李金刚;马鑫;钟彦儒;

500kW光伏并网逆变器控制系统设计和实现    石志学;王金峰;金传付;吉文杰;郭艳鹏;陈可;

逆变器电流滞环控制技术研究    叶楠;何中一;孟宪会;邢岩;

1kW潮流能发电装置逆变器SVPWM技术的研究与应用    张少杰;段铁群;杨勇;张亮;

UPS逆变器反馈控制误差分析与改进方法    郭同生;黎辉;杨旭;王兆安;

一款新型逆变器控制芯片LX1692IDW简介    上海 苏成富

新一代UPS的发展趋势    周志敏

阻抗源逆变器在微型电动汽车上的应用研究    伍元彪

风光柴互补发电系统中并网双向逆变器的研究    赵玲霞

单相逆变器无互联线并联控制技术研究    阚加荣

双向高频环节逆变器研究    张怀金

新型逆变器控制系统研究    张志强

单相并网光伏逆变器的研究    郭虓

基于内高频环的并网三相光伏逆变器的研究和实现    何耀

单相中频逆变器数字控制及其并联研究    王文杰

基于下垂法控制的无线并联逆变器系统由独立到并网模式切换策略的研究    金城

电动汽车电机驱动用Z源逆变器的实验研究    薛平