三相并网光伏发电系统的研究

【摘要】：光伏发电系统的研究已经成为社会关注的焦点,研究的目的是为了追求高效率的光伏发电系统,而光伏发电系统的效率受到很多方面因素的影响。 太阳能电池输出的电压电流是非线性关系的,随着光照强度和环境温度的改变而改变。为了使光伏阵列输出最大功率,需要通过MPPT控制算法实现其对最大功率点的跟踪。本文在传统的扰动观测法基础上,采用恒压启动的dP-PO算法,仿真并验证步长对跟踪速度和稳态精度的影响,最终确定采用恒压启动的变步长的dP-PO算法,仿真验证该算法能够实现对最大功率点的快速跟踪,同时避免了在最大功率点附近的振荡,提高了光伏阵列的输出效率。 并网电流谐波畸变率和功率因数是光伏系统两个重要性能指标。为避免开关频率给电网带来的谐波污染,通常在逆变器输出端加入滤波环节,对比分析L滤波器、LCL滤波器及带阻尼电阻的LCL滤波器滤波性能及对系统的影响,本文选择优化设计带阻尼电阻的LCL滤波器,并仿真分析其滤波性能和对系统的稳定性的影响。计算并分析了逆变器的动态数学模型,给出逆变器的平均信号模型。针对电网电压的不对称性情况,为保证输出量与电网电压的同频同相,实现单位因数控制,需通过锁相准确掌握电网电压的相位信息,本文通过PI控制对旋转dq坐标系下ud/uq进行控制,使其接近给定参考0来实现锁相,并在电网电压不对称情况下,对该锁相环跟踪电网电压的相位和频率的准确性进行了仿真分析;在逆变器数学模型基础上,通过对dq轴电流进行控制来实现有功与无功的解耦控制,根据零极点配置原则,优化电压外环和电流内环的PI参数,使系统的动态响应较快的同时,稳态误差得到了减小。 本文对光伏系统的稳定性进行了分析,仿真验证在电网电压存在扰动的条件下光伏系统稳定性判据的正确性。仿真分析不同的光强变化率对光伏系统产生的影响,包括光伏阵列的输出特性及并网电流变化情况。 【关键词】：dP-P&O算法 LCL滤波器 锁相环 PI参数优化 稳定性判据
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 光伏并网控制技术研究现状11-13
• 1.2.2 最大功率点跟踪技术研究现状13-15
• 1.3 本文主要研究内容15-16
• 第2章 并网逆变系统主电路参数设计16-23
• 2.1 引言16
• 2.2 三相并网逆变器主电路结构及技术指标16-17
• 2.2.1 三相并网逆变器主电路结构16
• 2.2.2 三相并网逆变器技术指标16-17
• 2.3 直流母线电容设计17-18
• 2.4 输出滤波器设计18-22
• 2.4.1 LCL滤波器参数计算18-20
• 2.4.2 对比分析LCL滤波器与L滤波器性能20-21
• 2.4.3 阻尼电阻对LCL滤波性能影响仿真分析21
• 2.4.4 阻尼电阻对逆变系统稳定性影响仿真分析21-22
• 2.4.5 逆变器侧电感对并网电流影响仿真分析22
• 2.5 本章小结22-23
• 第3章 最大功率点跟踪技术研究23-30
• 3.1 引言23
• 3.2 太阳能电池输出特性23-25
• 3.2.1 太阳能电池的等效电路模型23-24
• 3.2.2 太阳能电池输出特性仿真24-25
• 3.3 最大功率点跟踪技术原理25
• 3.4 最大功率点跟踪控制算法25-27
• 3.4.1 恒压启动的定步长的dP-P&O控制算法分析25-26
• 3.4.2 恒压启动的变步长dP-P&O控制算法分析26-27
• 3.5 两种MPPT控制算法仿真27-29
• 3.5.1 步长大小对定步长算法跟踪效果影响分析27-28
• 3.5.2 改进dP-P&O控制算法仿真分析28-29
• 3.6 本章小结29-30
• 第4章 三相并网光伏发电系统控制研究30-45
• 4.1 引言30
• 4.2 三相并网光伏发电系统结构30-34
• 4.2.1 三相并网光伏逆变器动态建模31-33
• 4.2.2 三相并网光伏逆变器开环特性分析33-34
• 4.3 锁相环设计34-40
• 4.3.1 三相电压对称情况下锁相环的数学模型34-35
• 4.3.2 三相电压不对称情况下锁相环设计35-37
• 4.3.3 三相电压不对称情况下PLL仿真分析37-40
• 4.4 电流环的参数设计40-43
• 4.4.1 同步PI电流控制技术40-41
• 4.4.2 电流环PI参数设计41-43
• 4.5 电压环的参数设计43-44
• 4.6 本章小结44-45
• 第5章 并网光伏系统稳定性分析及系统仿真45-53
• 5.1 引言45
• 5.2 并网光伏系统的稳定性分析45-47
• 5.2.1 光伏发电系统动态数学模型45-46
• 5.2.2 光伏发电系统稳定性判据46-47
• 5.3 并网点电压扰动对系统的稳定性影响的仿真47-48
• 5.4 光强改变对系统的稳定性影响的仿真48-52
• 5.4.1 光强恒定时系统仿真分析48-49
• 5.4.2 光强缓慢变化时系统仿真分析49-50
• 5.4.3 光强突变时系统仿真分析50-52
• 5.5 本章小结52-53
• 结论53-54
• 参考文献54-59
• 致谢59

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

三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究    刘飞;查晓明;段善旭;

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;

电流跟踪控制的风力发电并网逆变器研究    包来;林成武;程利民;

光伏发电系统中最大功率点跟踪算法的研究    李晶;窦伟;徐正国;彭燕昌;许洪华;

一种新颖的电压控制型逆变器并网控制方案    吴浩伟;段善旭;徐正喜;

并网光伏电站的动态建模与稳定性研究    李乃永;梁军;赵义术;

三相并网光伏发电系统的运行控制策略    刘飞

光伏发电系统的最大功率点跟踪控制技术研究    闵江威

三相单级式光伏并网发电系统综合控制与应用    时智勇

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

100kW风光互补电站设计    杨帮宇;

光伏并网发电的最大功率点跟踪算法研究    王桂英;史金玲;纪飞;王欢;

太阳能光伏模块电气特性的数学建模与仿真    戴训江;晁勤;

太阳电池的负载匹配理论与负载变换技术    王康模;陈长缨;于志刚;刘兴华;刘小冲;赵俊;

基于PSIM的光伏模块建模与电气特性仿真    刘俊杰;张新燕;

跟踪式光伏发电系统的性能分析    高亮;蔡世俊;高鹏;李果华;施正荣;朱拓;

浅析青岛太阳能光伏发电发展的方向及推广对策    楚宪峰;黄翔;王岩;焦国嵩;王建华;

基于光伏发电系统的超级电容器充电效率的研究    张金龙;王久和;吴细宝;

光伏系统的定额输出功率控制研究    丁文俊;宋平岗;

The Sliding Mode Control Method of Grid-Connected Inverter Applied to Three-Phase Intermittent Power Supply    

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;

光伏并网逆变系统MPPT算法仿真与研究    刘鑫;石景波;

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;

基于线电流解耦算法的三相光伏并网系统    谭甲凡;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

风光柴互补发电系统最大功率控制策略研究    冯乾;赵沛坤;梁俊霞;朱安西;施辉伟;朱炯;涂洁磊;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

基于LCL滤波器的单相并联有源滤波器控制技术研究    唐诗颖

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

分布式发电微网系统暂态仿真方法研究    李鹏

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

分布式风光互补系统控制与最大功率跟踪策略研究    刘立群

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

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

基于桥检车的驻车充电站系统的设计实现    杨光

用于城市公交车的能量再利用智能控制系统的研制    谢玉录

光伏并网发电系统的MPPT及孤岛检测新方法的研究    于希洋

三相光伏并网发电系统研究    雷家宁

光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究及实现    黄克亚

逆变器数字多环控制技术研究    李俊林,熊健,康勇

逆变电源PI双环数字控制技术研究    舒为亮,张昌盛,段善旭,康勇

无功补偿技术在光伏并网发电系统孤岛检测中的应用    禹华军,潘俊民

光伏并网发电及无功补偿的统一控制    汪海宁,苏建徽,张国荣,茆美琴,丁明

能量回馈式PWM整流器并网的工程设计方法    刁利军;刘志刚;郝荣泰;沈茂盛;

具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统    吴理博;赵争鸣;刘建政;王健;袁立强;

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;

基于积分环节电压微分反馈的逆变器重复控制策略    熊健;史鹏飞;张凯;周亮;

带状态观测器的逆变器增广状态反馈控制和重复控制    刘新民;邹旭东;康勇;柳彬;

LCL滤波的PWM整流器新型控制策略    张宪平;林资旭;李亚西;许洪华;

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

独立运行光伏发电系统控制器的研究与设计    王超

高压直流电源系统中DC/DC变换器的研究    刘福鑫

推挽正激及其软开关电路的研究与实现    戴卫力

单级式并网型光伏发电系统用逆变器的研究    焦在强

光伏并网系统逆变器接口装置的控制方法研究    胡宇航

光伏并网/独立供电两用逆变电源的研究    吴杰

基于电压控制模式的PV系统并网技术    吴浩伟

基于双重变换器的变速风力发电机组最大功率点快速追踪系统    夏安俊;沈锦飞;

太阳能电动车最大功率点跟踪器的设计    赵剑飞,曹秉刚,康龙云,张政

美日汽车起动机性能指标解析    陈天殷;

非晶硅太阳电池因最大功率点分散引起的附加衰降    冯良桓，郑家贵，蔡亚平，刘军

数控匹配器    邢诒存

晶体硅太阳电池最大功率下负载的函数表达    丁金磊,程晓舫,余世杰,何慧若

基于MATLAB遗传算法工具箱的太阳能电池最大功率点研究    艾雨;

硅太阳电池数学模型的简化    陈中华;赵敏荣;葛亮;李慧玉;

三种太阳能最大功率跟踪电路分析比较    周建民;

太阳能光伏电池阵列仿真模型的研究    王越;王念春;时斌;

光伏并网逆变系统MPPT算法仿真与研究    刘鑫;石景波;

一种新型太阳能控制器的介绍    裴小青;徐贞华;曾丁初;

基于DSP的模拟光伏并网发电小系统的设计    朱旭芳;蒋金村;

光伏发电系统中MPPT算法的研究与分析    徐亮;翟庆志;王宁;

用统计检验确定多晶硅太阳电池分档条件    张忠文;

一种新型的最大功率跟踪实现方法在太阳能充电器中的应用    岳新苗;吴捷;张先勇;

光伏电池工程用数学模型研究    傅望;郭珂;周林;

太阳能发电技术综述    洪彬倬;聂一雄;

太阳能发电变频器驱动系统的最大功率追踪控制法    戴欣平;马广;杨晓红;

基于EKF的双馈风力发电机无传感器矢量控制    段其昌;冯世成;郝风霞;

太阳龟池及其利用方法(十六)    青化 编译

适用于农村手机的太阳能充电器电路    四川 蒲浩栅

汽油混合动力技术改变汽油机发展前景    哈尔滨东安动力发动机有限公司 刘大华

兰电1.5兆瓦风电机并网发电    丛笙

国产最大风力发电机成功并网发电    慕明杰 蒲庆雯

太阳电池及其利用方法(九)    青化 编译

太阳电池及其利用方法(十)    青化 编译

太阳电池及其利用方法(十七)    青化 编译

我省太阳能电力产业发展任重道远    本报记者 单传洪 见习记者 刘涛

噪声高、安全防护装置不全、发动机性能差    本报记者 韩金池

小型光伏系统及其关键问题研究    胡义华

户用式光伏并网发电控制策略的研究    任碧莹

基于线性二次型最优控制的光伏并网发电系统的研究    李春玲

变速风力发电系统变流与优化控制研究    宋平岗

太阳能光伏发电系统的控制问题研究    熊远生

太阳电池I-V方程显式求解原理研究及应用    丁金磊

光伏发电系统效率提高理论方法及关键技术研究    朱艳伟

任意条件下光伏阵列的输出性能预测    翟载腾

太阳能交流模块逆变器及其控制技术的研究    谭光慧

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

模糊控制在光伏最大功率追踪预测中的应用与研究    陈亚峰

电动汽车蓄电池混合能源充电技术的研究    孙兴中

户用独立光伏发电系统控制电路的设计与研究    马洪莉

光伏离网发电储能控制策略的研究    方梁菲

户用型并网光伏控制系统研究    陈金凤

单级式光伏并网发电系统与MPPT的研究与实现    顾雪霏

基于TMS320F2812 DSP的太阳能独立光伏发电系统设计    孔晓丽

光伏水泵控制系统及最大功率跟踪研究    丛进

一种基于新型MPPT算法的嵌入式太阳能光伏逆变器    陶宁波

光伏电源控制器的研究    王颖