首页 > 学术论文

微型光伏并网逆变器研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 04:18:15
热度:

微型光伏并网逆变器研究【摘要】:21世纪以来,能源危机和环境污染逐渐成为困扰世界各国的两大难题。为了现代社会的可持续发展,可再生能源的开发与利用越来越被人类所重视。太阳能作为无污染

【摘要】:21世纪以来,能源危机和环境污染逐渐成为困扰世界各国的两大难题。为了现代社会的可持续发展,可再生能源的开发与利用越来越被人类所重视。太阳能作为无污染的绿色能源之一,正逐渐从替代能源向基础能源迈进。光伏并网发电作为太阳能光伏利用的主要形式,必将得到迅速的发展。 光伏的发展主要有两个方向:兆瓦级的大型光伏电场和0.1-5kW的小型光伏住宅供电。微型光伏逆变器的功率在50-350W之间,它将逆变器与光伏组件集成,保证每个组件均运行在最大功率点,具有很强的抗局部阴影能力;可以实现模块化设计、即插即用和热插拔,系统扩展简单方便;并网逆变器基本不独立占用安装空间,分布式安装便于配置,空间利用率高;系统冗余度高、可靠性高,通过优化散热去除风扇可将可靠性从五年提高到二十年,单个模块失效不会对整个系统造成影响。 本文的微型光伏逆变器选择DCM的反激型逆变器拓扑,目标高效高功率密度、低成本和高可靠性。本文首先对反激型并网逆变器的参数进行了设计,采用双路交错并联反激减小开关管应力和输入输出电流谐波,对比了RCD和有源钳位两种漏感能量的吸收方法。鉴于分布式并网标准对入网电流有着严格的要求,本文接着对并网电流环进行了建模和优化控制,研究了带谐波补偿的比例谐振控制方法。随着光照等环境的持续变化,光伏系统有其特有的输出特征,本文研究了针对PV系统的最大功率跟踪技术,并采用两种方法解决直流母线电压崩溃的问题;为了提高并网逆变器的欧洲效率,本文采用跳周期控制的方法,提高逆变器在低功率处的效率。在分析和仿真的基础上,基于DSP28035,设计了230W微型光伏并网逆变器实验平台,实现了基本功能,实验结果验证了理论分析的正确性。 【关键词】:微型光伏并网逆变器 交错并联有源钳位反激 损耗分析 跳周期控制 高效低成本
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM464
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-14
  • 第一章 绪论14-24
  • 1.1 研究背景14-16
  • 1.1.1 能源危机与可再生能源14
  • 1.1.2 太阳能光伏发电14-16
  • 1.2 微型光伏并网逆变器背景16-19
  • 1.2.1 光伏并网的典型组合结构16-17
  • 1.2.2 微型逆变器的结构17-18
  • 1.2.3 微型逆变器的发展18-19
  • 1.3 微型光伏并网逆变器的特征19-22
  • 1.3.1 微型逆变器的特点19-20
  • 1.3.2 微型逆变器的拓扑选择20-21
  • 1.3.3 并网逆变器的数字控制策略21-22
  • 1.4 课题研究内容22-24
  • 第二章 反激型并网逆变器设计24-47
  • 2.1 反激型并网逆变器工作原理24-29
  • 2.1.1 反激型并网逆变器拓扑结构24
  • 2.1.2 反激变换器工作模式24-26
  • 2.1.3 双路交错并联反激变换器26-27
  • 2.1.4 系统控制策略27-29
  • 2.2 硬件参数设计29-37
  • 2.2.1 原边储能电感设计30-31
  • 2.2.2 功率器件选择31-32
  • 2.2.3 变压器设计32-33
  • 2.2.4 反激输入电容设计33-34
  • 2.2.5 反激输出电容设计34-35
  • 2.2.6 滤波器设计35-37
  • 2.3 漏感能量吸收方法37-43
  • 2.3.1 RCD 吸收电路参数设计37-38
  • 2.3.2 有源钳位吸收电路电路设计38-42
  • 2.3.3 开关管驱动设计42-43
  • 2.4 损耗分析43-46
  • 2.4.1 反激开关管损耗43-44
  • 2.4.2 全桥开关管和整流二极管损耗44
  • 2.4.3 变压器损耗44-45
  • 2.4.4 总损耗分析45-46
  • 2.5 本章小结46-47
  • 第三章 并网电流控制47-65
  • 3.1 电流环建模47-51
  • 3.1.1 DCM 反激变换器建模47-51
  • 3.1.2 电流环建模51
  • 3.2 比例谐振控制器51-56
  • 3.2.1 带谐波补偿的准谐振控制器51-54
  • 3.2.2 比例谐振控制对抗电网扰动54
  • 3.2.3 比例谐振控制器的数字实现方法54-55
  • 3.2.4 比例谐振控制器设计55-56
  • 3.3 并网电流波形优化56-60
  • 3.3.1 直流分量的抑制56-58
  • 3.3.2 电网谐波对入网电流的影响58-60
  • 3.3.3 过零点畸变原因分析60
  • 3.4 并网实验60-64
  • 3.4.1 并网电流测试60-63
  • 3.4.2 逆变器效率测试63-64
  • 3.5 本章小结64-65
  • 第四章 光伏系统的优化设计65-79
  • 4.1 太阳能电池的最大功率控制技术65-70
  • 4.1.1 光伏电池特性65-66
  • 4.1.2 最大功率跟踪技术66-68
  • 4.1.3 直流侧电流采样方法68-70
  • 4.2 单级式并网逆变器 MPPT 直流母线电压崩溃问题研究70-73
  • 4.2.1 直流母线电压崩溃现象70-71
  • 4.2.2 现有的避免直流母线电压崩溃的方法71-72
  • 4.2.3 改进的扰动观察法72-73
  • 4.3 提高并网逆变器欧洲效率的研究73-78
  • 4.3.1 欧洲效率的定义73-74
  • 4.3.2 跳周期控制方法的原理74
  • 4.3.3 脉冲功率的选择74-75
  • 4.3.4 直流母线电压范围确定75-77
  • 4.3.5 仿真结果77-78
  • 4.4 本章小结78-79
  • 第五章 软件设计79-92
  • 5.1 单相锁相方法比较79-88
  • 5.1.1 过零鉴相79-80
  • 5.1.2 正弦型乘法器鉴相80-83
  • 5.1.3 应用 DQ 变换鉴相83-85
  • 5.1.4 参数设计和实验85-88
  • 5.2 28035 介绍和软件流程设计88-91
  • 5.2.1 DSP 控制器资源分配88-90
  • 5.2.2 软件设计90-91
  • 5.3 本章小结91-92
  • 第六章 总结与展望92-93
  • 6.1 全文工作总结92
  • 6.2 后续工作展望92-93
  • 参考文献93-98
  • 致谢98-99
  • 在学期间发表的论文及参与完成的项目99


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

MIC系统的研究    郝晓飞

基于改进MPPT算法的单级式光伏并网系统    刘树,刘建政,赵争鸣,王健,吴理博,袁立强

驱动高压浮动MOSFET的自举电容设计    刘桂英;成叶琴;周琴;

世界可再生能源的发展与我国的政策取向    徐冬青;

单级式光伏并网逆变系统中的最大功率点跟踪算法稳定性研究    吴理博;赵争鸣;刘建政;王健;刘树;

宽变频(360~800Hz)输入下功率因数校正关键技术的研究    王少永

基于DSP的逆变器离散脉冲调制技术研究    叶楠

小型化航空静止变流器的研究    赵志英

基于内模原理的逆变器波形控制技术研究    周亮

并网逆变器电流控制技术的研究    徐志英

一种基于动态扫描的除硫式光伏发电充放电控制器    王克权;滕道祥;李富强;

一种用于电动汽车的多重软开关双向DC/DC变换器    王明渝;邓湘鄂;马伟;俞鹏;

电力参数测量误差分析及改进方案的实现    庄荣华,于海生

基于端口受控哈密顿方法的Buck-Boost变换器控制    王勇;于海生;

基于GA-RBF神经网络的光伏电池MPPT研究    姚雪梅;夏东伟;李建;

三相PWM整流器的状态误差PCH控制与仿真研究    臧元强;于海生;

光伏阵列太阳能杀虫灯控制方法    郭湘君;秦曼华;

并行串级控制系统及其性能分析    汪晓弘;

基于仿真模型的太阳能光伏电池阵列特性的分析    周德佳;赵争鸣;吴理博;袁立强;孙晓瑛;

基于同步矢量电流比例-积分控制器的光伏并网系统    周德佳;赵争鸣;袁立强;冯博;赵志强;

环境保护中高压脉冲等离子体技术的应用    谢瑞;刘军;李武华;何湘宁;

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;

PLC控制的气动控制元件在条并卷联合机上的应用    王晓松;

滤波在强震记录处理中的应用探讨    周宝峰;温瑞智;杨永强;谢礼立;

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的配电综合测控仪设计与实现    吴新纲;胡新明;刘建;张运飞;

基于线电流解耦算法的三相光伏并网系统    谭甲凡;

GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究    张涛

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

类菱形车转向系统研究与分析    查云飞

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

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

LCC-SPRC高压高频大功率电除尘电源的理论分析与功率参数设计    刘军

中国风电产业融资问题研究    张伯松

六相永磁同步电动机驱动控制系统的研究    朱建光

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

虚拟倒立摆系统的控制研究    郑洪波

太阳能辅助热泵多功能复合机的电气化改进及其控制    马秋环

基于ARM的SVG型低压无功补偿控制器的研究    张永臣

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

基于运动控制的虚拟样机技术的研究    杨列坤

智能控制算法在倒立摆系统中的应用研究    檀庭跃

局部阴影条件下光伏模组特性的建模与分析    刘邦银;段善旭;康勇;

太阳能光伏发电技术(1) 光伏发电与光伏发电系统    马胜红;陆虎俞;

计及旁路二极管效应的太阳能模组性能评估    徐青山;卞海红;高山;雪田和人;一柳胜宏;

被部分遮挡的串联光伏组件输出特性    翟载腾;程晓舫;丁金磊;查珺;

太阳能光伏发电概述及发展前景    马宁;

单级式光伏并网微型逆变器研究    黄红桥

中国能源结构及利用问题研究    班瑞凤;魏晓平;

波形畸变系统电平衡参数的测量    于海生,阎学为

用于太阳能照明系统的智能控制器    吴理博,赵争鸣,刘建政

地缘政治视角下的能源安全——以美国全球能源安全战略为例    任娜;孙暖;

高压浮动MOSFET栅极驱动技术    李正中,孙德刚

建筑物用光伏集成系统在中国应用的前景    由世俊,娄承芝,华君,王荣光,涂光备,吕灿仁,杨洪兴

光伏并网发电系统的研究及实现    王飞;余世杰;苏建徽;沈玉梁;汪海宁;

可持续发展:中国面临的困境及解决途径    徐冬青;

巴特沃斯低通滤波器的简化快速设计    陈思

准同步采样及其在非正弦功率测量中的应用    戴先中

基于状态空间理论的PWM逆变电源控制技术研究    彭力

9KVA 组合式三相逆变器的研制    陈敏

瞬时值控制逆变器技术研究    陈东华

基于重复控制技术的数字式逆变电源的研究    游志青

反激变换器的应用研究    胡江毅

基于DSP的在线式UPS数字化控制技术    许道飞

基于实时谐波分析的逆变器波形控制技术研究    仇志凌

400Hz模块化逆变器研制    孟宪会

数字控制信号电源研究与实现    邹曙

SPWM逆变器控制技术研究    何中一

燃料电池发电系统DC/DC变换器的研究    步宏飞