光伏微网逆变器控制方法研究

【摘要】：由于化石能源的日益枯竭,并且伴随着强烈的环境污染问题,各国都在需找一种新的清洁能源以代替化石能源,太阳能的清洁无污染且能量几乎无尽的优点引起了人们广泛的关注,而尤其以将光能变成电能尤为热切,现在各国都对光伏逆变系统开始重视并将其规划进种种各种国家规划中。我国的光伏产业已经在世界上占有很大比重,但是应用产品却没有跟上光伏电池产业的发展。本文主要将在如何提高逆变系统的效率,更优更好的控制逆变系统方向做出研究。 本文设计的是小功率的三相并网逆变系统。首先分析了光伏电池的原理并以此为基础分析几种常见的最大功率追踪,并提出了一种新型的MPPT控制方法并进行仿真论证其可行性。从仿真结果看到新型的追踪方法比传统的MPPT法反应更为快速并且克服了稳定时震荡大的缺点。其次,建立了三相逆变系统的数学模型,分析了SVPWM控制的基本实现方法,并进行了仿真实验。接着对系统的硬件主电路和各种辅助电路做了详细的设计,并对主要器件参数的选择做了介绍。最后对本文的各个控制程序做了设计,简单介绍了系统的软件流程图。 最终设计了一个微型的三相并网逆变器,输出为三相交流电,实验结果证明本系统的方案可行。 【关键词】：最大功率追踪 SVPWM 光伏并网
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 太阳能与光伏发电的背景8-10
• 1.1.1 太阳能发展前景8-9
• 1.1.2 太阳能的特点及优势9-10
• 1.2 光伏发电现状及发展10-13
• 1.2.1 欧美太阳能的发展现状10-11
• 1.2.2 我国太阳能发电的现状11-13
• 1.3 光伏并网技术的问题13-14
• 1.4 论文研究的主要内容14-15
• 2 光伏并网逆变基础15-35
• 2.1 光伏发电系统的分类15-18
• 2.1.1 可调度式与不可调度式15-16
• 2.1.2 独立式与并网式16-18
• 2.2 太阳能电池研究18-22
• 2.2.1 太阳能电池工作原理18-19
• 2.2.2 太阳能电池的数学模型与MATLAB仿真19-22
• 2.3 最大功率追踪比较分析22-26
• 2.3.1 恒压跟踪法22-23
• 2.3.2 短路电流法23-24
• 2.3.3 扰动观察法24-25
• 2.3.4 增量电导法25-26
• 2.4 改进型变步长扰动观察法26-27
• 2.5 基于改进型MPPT算法的仿真27-35
• 2.5.1 有源箝位反激变换器原理28-30
• 2.5.2 单端反激电路的器件选择30-31
• 2.5.3 基于单端反激变换器的改进MPPT仿真31-35
• 3 三相并网逆变器35-46
• 3.1 三相并网控制方式35-40
• 3.1.1 SPWM与SVPWM比较35-36
• 3.1.2 数学模型的建立36-40
• 3.2 SVPWM的实现40-43
• 3.2.1 扇区判断实现41-42
• 3.2.2 电压矢量作用时间确定42-43
• 3.3 系统仿真43-46
• 4 三相逆变系统硬件设计46-57
• 4.1 系统的总体设计46-47
• 4.2 主功率电路硬件设计47-51
• 4.2.1 主控制器的选型47-48
• 4.2.2 主功率开关器件的选型48
• 4.2.3 直流侧电容选型48-50
• 4.2.4 交流侧滤波电路50-51
• 4.2.5 驱动电路设计51
• 4.3 数据采集电路硬件设计51-55
• 4.3.1 电压检测电路51-53
• 4.3.2 电流检测电路53
• 4.3.3 锁相环电路设计53-55
• 4.4 保护电路硬件设计55
• 4.5 孤岛检测设计55-57
• 5 软件设计与结果分析57-63
• 5.1 开发环境介绍57
• 5.2 系统主程序设计57-58
• 5.3 控制算法程序设计58
• 5.4 锁相程序设计58-59
• 5.5 实验分析59-61
• 5.6 MPPT效率测试61-63
• 结论63-64
• 参考文献64-66
• 致谢66-67

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