首页 > 学术论文

单相光伏逆变电源控制方法的研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 04:17:42
热度:

单相光伏逆变电源控制方法的研究【摘要】:随着人类社会的发展,对能源的需求越来越多,传统不可再生能源却在日益减少,根据21世纪初世界石化能源储存报告,世界能源已进入危机状态。中国的能

【摘要】:随着人类社会的发展,对能源的需求越来越多,传统不可再生能源却在日益减少,根据21世纪初世界石化能源储存报告,世界能源已进入危机状态。中国的能源状况更是不容乐观,寻求新的替代能源俨然已成为各国争相研究的热点。太阳能储量丰富、分布广泛,是人类理想的新型清洁能源。当今制约太阳能发展最大的障碍是发电成本太高,其中主要是由光伏电池板价格昂贵,光伏逆变效率低造成的,因此提高光伏逆变电源逆变效率,是降低光伏发电成本的方法之一,本文针对这一问题对单相光伏逆变电源控制方法进行了研究。 本文首先介绍了单相光伏逆变电源的结构,选择了两级逆变结构作为单相光伏逆变电源的主电路结构,在对主电路的直流变换环节和交流逆变环节分别分析比较后,DC/DC部分采用了BOOST升压电路,DC/AC部分则采用单相全桥逆变结构,并根据此逆变结构建立了单相光伏逆变电源的数学模型。 接着介绍了单相光伏逆变电源中常用的PID双闭环控制、模糊控制、模糊自整定PI双闭环控制,但是此三种控制方法在接感性负载时,控制系统存在稳态性和鲁棒性不佳的缺点;重复控制具有较高的控制精度,可以完美的跟踪控制信号,在原理上其输出误差可以达到0,但是其输出有一个周期的延迟,动态响应不佳;针对以上两个问题,文章提出了一种将模糊自整定PI双闭环控制和重复控制相结合的复合控制方法,模糊自整定PI双闭环控制用来提高系统的动态性能,而重复控制则用来改善系统的稳态性能,并对复合控制器进行了设计。基于本文建立的单相光伏逆变电源数学模型,利用MATLAB建立了单相光伏逆变电源控制系统的仿真模型,并分别对PID双闭环控制,模糊自整定PI双闭环控制,重复控制和复合控制进行了仿真,仿真结果证明,复合控制的稳态和动态性能最为优越,其抗干扰能强,控制精度高,输出电压误差最大仅为3.4V,THD最大为1.06%,达到了预期要求。 最后采用TI公司的DSPLF2407A作为主控芯片,对单相光伏逆变电源系统进行了软硬件设计,并基于设计的硬件电路对复合控制算法进行了验证,实验证明复合控制在实际中完全可行。 【关键词】:光伏逆变电源 控制算法 复合控制 仿真 实验
【学位授予单位】:长春工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM464
【目录】:
  • 摘要2-3
  • Abstract3-7
  • 第一章 绪论7-11
  • 1.1 课题的来源7
  • 1.2 课题研究的背景和意义7-8
  • 1.3 课题在国内外的研究现状8-10
  • 1.3.1 光伏发电技术在国内外的研究现状8-9
  • 1.3.2 逆变技术在国内外的研究现状9-10
  • 1.4 本课题的研究内容10-11
  • 第二章 单相光伏逆变电源主电路分析和设计11-21
  • 2.1 光伏发电系统的分类和组成11-13
  • 2.1.1 光伏发电系统的分类11-12
  • 2.1.2 光伏发电系统的组成12-13
  • 2.2 独立光伏逆变电源分析13-15
  • 2.2.1 独立光伏发电系统对逆变电源的要求13-14
  • 2.2.2 逆变电源主电路结构分类14-15
  • 2.3 单相逆变电源主电路设计15-19
  • 2.3.1 DC/DC变换电路15-18
  • 2.3.2 DC/AC变换电路18-19
  • 2.4 单相光伏逆变电源数学模型19-20
  • 2.5 本章小结20-21
  • 第三章 基于重复控制的单相光伏逆变电源复合控制策略21-41
  • 3.1 常用单相光伏逆变电源控制方法介绍和比较21-25
  • 3.1.1 PID双闭环控制21-23
  • 3.1.2 模糊控制23-24
  • 3.1.3 模糊自整定PI双闭环控制24-25
  • 3.2 重复控制策略25-30
  • 3.2.1 重复控制的基本思想25-26
  • 3.2.2 重复控制的结构26-28
  • 3.2.3 重复控制稳定性分析28-30
  • 3.2.4 重复控制的收敛性分析30
  • 3.3 基于重复控制的复合控制系统设计30-31
  • 3.4 复合控制器设计及其参数整定31-40
  • 3.4.1 重复控制器参数整定32-35
  • 3.4.2 模糊自整定PI双闭环控制器设计35-40
  • 3.5 小结40-41
  • 第四章 单相光伏逆变电源软硬件设计41-54
  • 4.1 硬件电路设计41-49
  • 4.1.1 主控芯片TMS320F2407简介42
  • 4.1.2 DSP外围电路设计42-44
  • 4.1.3 键盘显示电路44-45
  • 4.1.4 检测电路45-47
  • 4.1.5 保护电路和驱动电路47-48
  • 4.1.6 滤波电路和电源电路设计48-49
  • 4.2 软件设计49-53
  • 4.2.1 软件开发工具介绍49-50
  • 4.2.2 控制系统软件设计50-52
  • 4.2.3 A/D采样子程序52
  • 4.2.4 基于重复控制的复合控制算法的软件设计52-53
  • 4.3 小结53-54
  • 第五章 系统仿真与实验结果54-64
  • 5.1 仿真模型54-58
  • 5.2 仿真结果58-62
  • 5.3 实验结果62-63
  • 5.4 小结63-64
  • 第六章 总结与展望64-66
  • 6.1 工作总结64
  • 6.2 展望64-66
  • 致谢66-67
  • 参考文献67-70
  • 作者简介70
  • 攻读硕士学位期间研究成果70-71


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

光伏产业最大危机是市场风险——国家发改委能源研究所研究员王斯成解析光伏市场    孙海燕;

《阳光能源》话你知 中国光伏想有一个家!    陈昆泉;

光伏产业:跨过寒冬是春天    胡兴军;

光伏工程都被谁抢走了    

光伏产业新动力:高纯冶金级硅太阳电池产品投入市场——CSI阿特斯宣布UMG组件e-Modules正式下线    袁麟;

发改委工信部着手调查光伏产能是否过剩问题    

光伏产业面临的研发挑战    Els Parton;Philip Pieters;Jef Poortmans;

陕西省光伏产业将实现产值2280亿元    

我国藏区光伏产业和市场大发展的思考(上)    尼玛江才;

上网电价——光伏产业“大餐”的“调味剂”    

光伏玻璃中铁及其他着色金属离子的控制和管理    付玉生;张健;

经济转型背景下中国光伏产业培育和发展初探    唐青;

江苏光伏产业发展状况探析    

太阳能光伏产业的发展催化我国钢丝深加工技术的提升    李国府;吴文晨;宋仁伯;袁康;

新能源光伏产业的示范效应分析与发展对策——以保定英利新能源有限公司为例    王军;陈龙珠;崔秀丽;张国锋;

以创新管理应对金融危机——安彩光伏项目发展的启示    苍利民;关丽哲;阎韬;徐建军;王秀林;王茂鸿;刘凤玲;

新世纪光伏产业展望    施正荣;

安徽首座变电站光伏并网发电系统的研究与应用    谢红福;何鸣;张可;王晓;

中国的太阳能光伏产业能否赶超世界?    施正荣;

低碳经济发展中不可或缺的成员——太阳能光伏技术    邵文青;

光伏:2012年产值有望达到500亿    刘辉张民强 记者 赵晓强

测绘助推江西新余光伏产业发展    李叶青 胡婷然

太阳能光伏产业盛事将在上海举办    朱培

节能减排促我省光伏产业发展    记者 芦瑞

新余抢占光伏产业世界制高点    记者 徐国平

国产装备托起光伏产业    本报记者 左丹

光伏产业洗牌“过冬”    本报记者 陈玮英

中国光伏产业亟待走出挣小钱窘境    记者 胡亮

昆明奠基全球光伏产业制高点    首席记者 肖宇辉

锦州光伏产业发展呈现喜人态势    本报记者 张继锋

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

光伏产业国际竞争力研究    陈晓燕

中国光伏产业创新系统研究    戚汝庆

太阳能光伏产业链垂直一体化构建研究    耿亚新

基于微电网运行的光伏逆变电源若干关键技术研究    陈卫民

分布式供电系统中储能电池均衡管理及逆变控制技术研究    徐顺刚

战略性新兴产业链构建整合研究    袁艳平

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

大功率光伏并网逆变系统研究    马亮

热管式光伏光热综合利用系统的理论和实验研究    符慧德

我国光伏科技及产业最优投资体系研究    汪瑜佩

政策工具视角的中国光伏产业政策文本内容分析    赵丽莉

耀皮公司光伏玻璃产品发展战略研究    张旭

单相光伏并网发电系统的研究与改进    张峥

大功率多重化光伏控制器的研究    刘文晋

光伏并网系统最大功率跟踪及反孤岛运行控制方法研究    曹建博

分布式光伏并网发电系统控制研究    王富卿

三相光伏并网控制系统研究    周洪伟

基于生物网络的光伏并网发电系统研究    王磊

光伏并网发电的功率平抑控制    邱培春