光伏并网系统逆变器的SVPWM优化及反孤岛研究

【摘要】：光伏并网技术是一种充分利用太阳能很有用的技术，太阳能是绿色、清洁的能源。光伏并网技术也因此而成为研究的热点。本文主要分析并网光伏逆变器的调制策略和反孤岛效应检测技术，在电力电子变换器中，对逆变器的调制控制策略很多，特点各异，但是在以太阳能电池为能源提供者的光伏应用中，并网逆变器的效率是并网逆变器一个十分关键的指标，选用功耗相对较小的控制策略和调制方式，是提高效率的有效途径。因此本文从研究提高效率的方式来探索SVPWM的优化。本文将从SVPWM的基本原理入手，研究论述SVPWM在DSP上的实现和优化途径，并在Matlab/simulink下仿真。反孤岛效应技术是并网光伏逆变器一个基本功能，也是很重要的安全保障。本文介绍了孤岛发生的原因和光伏并网系统孤岛的负面影响，简要分析了被动和主动式孤岛检测方法，为减少无检测区（NDZ），一个新的频率漂移电压漂移检测技术被提出，并在Matlab/Simulink建立了系统的仿真模型。最后，介绍了DSP TMS320LF2407与Matlab/Simulink仿真。 【关键词】：光伏 并网 空间矢量脉宽调制 孤岛检测
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615;TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 光伏发电的背景和意义9-11
• 1.1.1 中国的能源现状及光伏政策9-10
• 1.1.2 光伏发电与传统能源的竞争力10-11
• 1.2 并网逆变器的技术发展11-13
• 1.2.1 并网逆变器的基本功能11-12
• 1.2.2 逆变器的控制策略12-13
• 1.3 光伏发电的发展与展望13-15
• 1.3.1 国外技术及市场发展状况13-14
• 1.3.2 国内研究现状14-15
• 1.3.3 光伏发电的展望15
• 1.4 光伏发电的主要研究点15-16
• 1.5 本文主要研究的内容16-17
• 第二章 光伏并网发电系统结构特性17-31
• 2.1 光伏发电系统结构17-19
• 2.1.1 独立式结构17
• 2.1.2 并网式结构17-18
• 2.1.3 混合式结构18-19
• 2.2 太阳能电池19-25
• 2.2.1 太阳能电池的基本原理19
• 2.2.2 太阳能电池的种类19-21
• 2.2.2.1 硅太阳能电池20-21
• 2.2.2.2 化合物太阳能电池21
• 2.2.3 太阳能电池的数学模型21-23
• 2.2.3.1 太阳能电池理想模型21-23
• 2.2.3.2 使用于太阳能电池产品参数的模型23
• 2.2.4 太阳能电池的特性23-25
• 2.3 光伏蓄电池25-28
• 2.3.1 独立式光伏发电系统中的蓄电池25-26
• 2.3.2 并网光伏发电系统中的蓄电池26-28
• 2.4 太阳能电池及 MPPT 研究28-30
• 2.4.1 太阳能电池的最大功率28-29
• 2.4.2 常见的 MPPT 算法29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 SVPWM 优化控制策略研究31-47
• 3.1 逆变器的分类31-32
• 3.2 光伏并网系统的结构32-35
• 3.2.1 集中式32
• 3.2.2 交流模块式32-33
• 3.2.3 串型结构33-34
• 3.2.4 多支路结构34-35
• 3.3 光伏并网逆变器的结构35-37
• 3.3.1 隔离式光伏并网逆变器结构35-36
• 3.2.1.1 工频隔离式35-36
• 3.2.1.2 内高频环型36
• 3.3.2 非隔离型光伏并网逆变器36-37
• 3.4 光伏并网逆变器控制策略37-38
• 3.5 空间矢量脉冲宽度调制（SVPWM）方式38-44
• 3.5.1 空间矢量脉冲宽度调制（SVPWM）的原理38-40
• 3.5.2 SVPWM 算法40-44
• 3.5.2.1 扇区Ｎ的判断40-41
• 3.5.2.2 电压矢量作用时间41-43
• 3.5.2.3 PWM 波的产生43-44
• 3.6 SVPWM 算法的仿真44-46
• 3.6.1 判断扇区的模型图44-45
• 3.6.2 两个相邻矢量的开关时间45
• 3.6.3 不同扇区空间矢量切换点45-46
• 3.6.4 SVPWM 的产生及逆变器的模型图46
• 3.6.5 仿真后的波形图46
• 3.7 本章小结46-47
• 第四章 反孤岛效应的研究47-62
• 4.1 孤岛效应的相关标准47-48
• 4.2 孤岛检测常用技术48-50
• 4.3 GE 孤岛检测法50-61
• 4.3.1 系统模型50-57
• 4.3.1.1 系统的开关模型50-51
• 4.3.1.2 系统的平均值模型51-57
• 4.3.2 GE 孤岛检测方法的实现57-58
• 4.3.3 GE 算法仿真实验结果58-61
• 4.3.3.1 电压控制法仿真59
• 4.3.3.2 电压正反馈控制法仿真59-60
• 4.3.3.3 频率正反馈控制法仿真60-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第五章 总结与展望62-63
• 5.1 本文工作总结62
• 5.2 对以后工作的展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67

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