首页 > 学术论文

直流模块式光伏发电系统拓扑及控制研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 04:25:33
热度:

直流模块式光伏发电系统拓扑及控制研究【摘要】:世界能源危机的加剧使得光伏发电得到了长足的发展,并成为了当今新能源利用的主流之一,而与建筑集成化将是未来光伏发电系统的重要发展趋势。在

【摘要】: 世界能源危机的加剧使得光伏发电得到了长足的发展,并成为了当今新能源利用的主流之一,而与建筑集成化将是未来光伏发电系统的重要发展趋势。在住宅和建筑集成应用中,光伏发电系统容易受到局部阴影和光照条件不同引起的光伏组件电气参数失配的影响,导致系统的能量转化效率较低,甚至形成热斑,损坏组件。为了提高光伏发电系统在阴影和失配条件下的能效,保护光伏组件,本文提出了一种新型的基于并联直流模块的光伏发电系统结构,并对系统架构、前后级电路拓扑、光伏组件特性、最大功率跟踪、并网控制策略等方面内容进行了研究。 论文首先对三种直流模块式光伏发电系统进行了详细的分析和比较。结合Saber仿真等手段论证了并联直流模块光伏发电系统能效最高、是最为适合建筑光伏集成应用的一种光伏发电系统结构。在此基础上,提出了光伏直流模块变换器与集中并网逆变器的技术指标要求,并据此对前述两个部分的具体拓扑结构形式进了分析和选择。详细介绍了研究中选用的电流馈入型半桥变换拓扑电路原理和运行方式,指出了基本电路拓扑在负载范围、软启动、效率、缓冲等方面存在的不足。详细分析了带有源钳位缓冲的改进型电路拓扑的各种运行模态,对若干设计问题进行了讨论,并利用仿真和实验进行了验证分析。 利用导纳增量法实现了光伏直流模块的MPPT控制功能,讨论了调节步长、采样时间间隔等算法参数对MPPT跟踪性能的影响。另外,通过对光伏组件的仿真建模,分析了光伏组件输出特性在局部阴影下发生变异的原因,总结了阴影条件下组件输出特性曲线的若干特点。 设计并实现了一种基于直流母线外环和并网电流内环的并网控制方案。重点研究了两种不同内环控制器形式。针对输出滤波电容导致并网电流相位、幅值误差及低次谐波的问题,在常规的内环PI控制结构上添加了电容电流补偿环节,从闭环输出阻抗的角度对控制器性能进行了若干分析。为了实现并网电流的无静差跟踪和指定电网低次谐波的补偿,本文引入基于正弦内模原理的比例谐振控制器,从频域上对其控制特性进行了分析,并介绍了基于δ?1算子和DFIIt结构的数字实现方式。直流母线电压外环采用简单的PI调节,实现对母线的稳压控制,维持系统的功率平衡。此外,简要地讨论前后级协调控制策略,给出了协调控制的基本流程框图。 【关键词】:光伏发电系统 直流模块 电流馈入型半桥 最大功率点跟踪 电容电流补偿 比例谐振控制器
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TM615
【目录】:
  • 摘要4-6
  • Abstract6-10
  • 1 绪论10-19
  • 1.1 太阳能光伏应用现状10-11
  • 1.2 光伏系统建筑集成化11-12
  • 1.3 光伏并网发电系统结构12-13
  • 1.4 高频链变换与软开关技术13-14
  • 1.5 最大功率点跟踪控制技术14-15
  • 1.6 光伏并网控制技术15-17
  • 1.7 本文选题与主要研究内容17-19
  • 2 直流模块式光伏发电系统结构与控制19-32
  • 2.1 引言19
  • 2.2 多种直流模块式光伏发电系统结构及性能对比19-25
  • 2.3 并联直流模块式光伏发电系统拓扑结构及控制25-30
  • 2.4 本章小结30-32
  • 3 光伏直流模块拓扑分析及MPPT 控制32-54
  • 3.1 引言32
  • 3.2 电流馈入的半桥(CFHB)直流变换拓扑介绍32-34
  • 3.3 带有源钳位缓冲(ACS)的CFHB 电路拓扑运行特性分析34-40
  • 3.4 最大功率点跟踪(MPPT)控制40-53
  • 3.5 本章小结53-54
  • 4 集中逆变器并网控制策略54-82
  • 4.1 引言54
  • 4.2 并网逆变器系统控制结构54-55
  • 4.3 并网逆变器数学模型分析55-57
  • 4.4 并网电流内环PI 控制57-65
  • 4.5 并网电流内环比例谐振(PR)控制65-75
  • 4.6 直流母线电压外环控制75-78
  • 4.7 前后级协调控制策略78-80
  • 4.8 本章小结80-82
  • 5 总结与展望82-85
  • 5.1 全文工作总结82-83
  • 5.2 后续工作展望83-85
  • 致谢85-87
  • 参考文献87-95
  • 附录1 攻读学位期间发表论文目录95


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

局部阴影下光伏阵列全局MPPT控制方法    彭韬;丁坤;刘海皓;卞新高;

直流模块式光伏并网发电系统运行技术研究    胡欢

光伏发电系统中基于MPPT的直流斩波控制    佟轶

电网电压不平衡下永磁直驱风力发电系统运行与控制研究    陈西寅

高频隔离准Z源逆变器及其应用研究    丁永欢

多模块组合式光伏发电前级系统研究    陈铁军

储能电站双向变流器的直接功率控制技术研究    张晓琳

基于直流母线的组合式光伏发电系统    王晓坤

建筑模块化光伏系统及其控制策略    周毓颖

各国光伏路线图与光伏发电的进展    杨金焕;邹乾林;谈蓓月;葛亮;陈中华;

国内外光伏发电的新进展    昌金铭;

单级式半桥电流源高频链逆变拓扑研究分析    龚春英,李伟,胡晓君,严仰光

采用电流滞环调节器的电压矢量控制PWM整流器系统    赵振波,李和明,董淑惠

Z源变换器    彭方正,房绪鹏,顾斌,高奇,钱照明

电压型高频链逆变器的全数字化双极性双调制波控制策略    沙德尚;齐铂金;鲍云杰;段红海;

新型并网逆变器控制策略比较和数字实现    郭小强;邬伟扬;赵清林;

三相电压型PWM整流器空间矢量脉宽调制研究    屈莉莉,杨振坤,杨兆华

双极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器研究    陈道炼;张友军;李磊;

一种单片机无差拍控制逆变器系统研究    张凯,康勇,熊健,陈坚

适用于农网的中小功率风力发电电源研究    汪洋;成立;

蓬勃发展的江苏光伏产业    魏启东;王素美;李保庆;

中小型逆变器的电磁兼容设计    何大清 ,危韧勇

基于数字控制单相PFC系统的研究    莫丽琴;

软开关电路分析    闻飞;

基于MATLAB的光伏模块输出特性及MPPT的建模与仿真    王雨;胡仁杰;

装甲车辆的新型供电体制    张宁;

基于PWM的血泵调速控制系统设计及检测    常宇;师林溪;高斌;李玲;马鑫蕊;郝冬梅;刘有军;王存新;

滞环控制开关频率的一种分析计算方法    张加胜;李浩光;

基于SPWPM的移相全桥高频链逆变器研究    包健刚;段善旭;胡欢;

Multi-Model Repetitive Control    

The Application Study of Multi-level Inverter in the PVMS    

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;

A Novel Repetitive Controller for nk±m Order Harmonics Compensation    

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;

一种新的重复自适应摩擦补偿方法及其在高精度伺服系统中的应用    杨松;曾鸣;苏宝库;

云南省发展光伏发电的条件和前景    洪祖兰;

基于重复控制的逆变器并联技术    亓迎川;胡荣强;

Sine Waveform Inverter based on S-Domain Repetitive Control    

一种新型高功率因数UPS的研究    岳云涛;王聪;

高频开关电源的高效集成单周期控制策略研究    李思臻

非线性系统全局鲁棒自适应输出调节及其应用    蒋沅

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

基于电磁感应原理的水下非接触式电能传输技术研究    李泽松

太阳能光伏产业链垂直一体化构建研究    耿亚新

基于高阶内模的迭代学习控制及应用    殷辰堃

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

大容量高频谐振逆变器关键技术的研究    李建文

微网多目标优化运行及控制策略研究    崔明勇

小型风机并网逆变器研究    马记

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

阻抗源能馈型交流电子负载的研究    董云连

感应电机矢量控制系统研究与实现    葛金法

大功率软开关氙灯电源的研究    韩春霞

连续弧等离子点火电源技术研究    陈明敏

多模块并联DC/AC电力变换技术研究    吕世家

多模块并联DC/DC电力变换技术研究    马威

海洋潮流能发电系统的并网型逆变器设计研究    刘强

PID参数自整定方法研究与控制器研制    孟祥泉

光伏发电在我国电力能源结构中的战略地位和未来发展方向    马胜红;赵玉文;王斯成;孔力;李安定;朱瑞兆;胡学浩;张正敏;白建华;

基于变步长电导增量的光伏阵列MPPT控制策略的优化    刘敏安;王佳佳;陈湘;刘长清;

用户侧光伏微电网发展机遇与挑战    吴小云;顾广娟;

太阳能光伏发电技术在建筑中的应用    郑文英;周威;

城市轨道交通再生制动逆变回馈装置研究    栾桂海;夏猛;蒋海;

超级电容器蓄电池混合电源的建模与性能分析    李韶杰;

基于智能功率模块PM30RSF060的驱动和保护电路设计    陈军平,杨国辉,钟川桃

储能系统在电力系统中的应用综述    严干贵;谢国强;李军徽;王健;朱昱;丁玲;

直驱永磁同步风电机组的建模与仿真分析    金一丁;宋强;刘文华;

电网不对称时直驱风电机组双电流环控制策略    孙素娟;赵紫龙;陈玮;

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

PWM整流器及其控制策略的研究    张兴

基于状态空间理论的PWM逆变电源控制技术研究    彭力

三相逆变器动态特性及其并联系统环流抑制的研究    张宇

基于Z源型逆变器的光伏并网发电系统的研究    许颇

Z源逆变器研究    房绪鹏

光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究    张超

Z-源变流器关键技术的研究    丁新平

准单级高频链逆变电源控制及并网技术研究    赵清林

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

基于Z源逆变器的光伏发电系统研究    王君惠

光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究及实现    黄克亚

阻抗源逆变器光伏并网控制研究    隋国蜀

基于电网电压定向三相并网逆变器的研究    朱晓亮

光伏发电最大功率点跟踪及并网运行    杨伟昕

直流模块式光伏并网发电系统运行技术研究    胡欢

直流母线式光伏发电系统控制策略研究    师长立

48V风光互补独立电源系统研究与开发    何淼

基于SPWM技术的独立逆变电源设计    宋淑苹

以光伏为主体的分布式发电系统并网体系结构的研究    华嘉成;苑仁峰;艾芊;刘丽霞;

自适应权重粒子群算法在阴影光伏发电最大功率点跟踪(MPPT)中的应用    袁晓玲;陈宇;

多模块组合式光伏发电前级系统研究    陈铁军

差动三电平独立/并网光伏逆变器研究    马锋

飞轮电池在分布式电源微网中对电能质量的改善作用    董瑞

新型光伏发电系统的研究    朱传家

太阳能光伏发电性能影响因素的研究    冯志诚

光伏发电系统发电效率研究    柴亚盼

一种新型全数字化瞬时值反馈控制电源研究    康勇,邹云屏

太阳能光伏并网发电系统的研究    王飞,余世杰,苏建徽,沈玉梁

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;

三相PWM整流器研究    王勉华

光伏并网发电系统的控制方法    赵为;余世杰;沈玉梁;苏建徽;

并网运行PWM逆变器的控制方式    陈国呈,孙承波,周勤利

我国光伏发电技术和市场发展    时璟丽

基于重复控制和电压前馈控制的光伏并网发电系统研究与设计    郑诗程;丁明;苏建徽;茆美琴;

正弦波逆变器电压微分反馈控制策略的研究    高军,赵向华,杨旭,王兆安

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

基于状态空间理论的PWM逆变电源控制技术研究    彭力

光伏并网功率调节系统及其控制的研究    汪海宁

日本太阳能光伏发电系统2004年度报告    王海鹰

基于DSP的20kW单相并网光伏逆变器    陈兴峰,曹志峰,焦在强,许洪华

“八面玲珑展威风”——介绍一种新的“采用数倍聚光的光伏发电系统”    王亦楠;

逆变器——优化光伏发电的装置    刘向阳;

太阳能光伏发电产业现状及发展    吕贝;邱河梅;张宇;

太阳能光伏发电系统在绿色生态小区的应用    廖伟聪;

BIPV光伏发电系统虚拟展示装置的研究    杜宝江;

光伏发电系统高增益DC/DC变换器的研究    谢涛;谢运祥;胡炎申;冀玉丕;

基于变步长电导增量法的光伏最大功率跟踪控制    赖东升;

PVI系列正弦波高效率逆变器    龚金水,陆虎瑜,江云,寇青,兰振声,郭晓元,张冰

户用独立式光伏发电系统研究    李春华;刘维亭;姜文刚;

混合储能方案平衡独立光伏发电系统功率变化    侯世英;房勇;孙韬;宋星;

光伏发电系统的计算机辅助设计    王景义;

聚光型光伏发电系统(CPV)的发展前景分析    黄维学;徐璞;

光伏发电系统中MPPT算法的研究与分析    徐亮;翟庆志;王宁;

独立光伏发电系统储能新方法    孟昭渊;

光伏发电系统中的直流变换器综述    辛煜;王智灵;何淼;陈宗海;

基于超级电容器储能系统的独立光伏发电系统的设计与研究    王培波;

阶梯电压级联式逆变器的原理与实现    孙凯;陆晓楠;黄立培;

单级式光伏发电系统最大功率点跟踪控制策略    赵国强;宋占魁;

太阳能光伏发电系统在海上的应用    李涛

国内首座太阳能聚光光伏示范电站在我市建成    记者 任君

光伏并网发电离我们还有多远    许圣王健

将太阳能电池板装进玻璃幕墙    黎方益 李之政 曾丁丁

太阳能光伏发电:何时点亮中国家庭    本报实习记者 范丽敏

太阳能:给奥运“增光添热”    赵永新

光伏产业在灿烂阳光下激情挥舞    本报记者  李文绚  陶俊

在荒漠地区发展光伏发电有作为    王艳明

绿色企业家的光荣与尴尬    王义伟

绿色能源为奥运增光添彩    任启平祝福艳 张一鸣 张丽娅

光伏发电系统效率提高理论方法及关键技术研究    朱艳伟

光伏发电系统运行理论与关键技术研究    徐瑞东

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

光伏发电系统逆变技术研究    吴春华

光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究    张超

太阳能光伏并网发电系统的优化设计与控制策略研究    董密

三相并网光伏发电系统的运行控制策略    刘飞

储能型Quasi-Z源级联多电平光伏逆变器研究    孙东森

蚁群并联光伏发电系统研究    姚利明

安多100kWp独立运行光伏发电系统暂态稳定性分析    杨毅男

独立光伏发电系统蓄电池充放电控制策略    陈海

独立光伏发电系统MPPT的模糊PID控制研究    连瑞娜

光伏发电系统的蒙特卡罗序贯仿真和可靠性分析    陈闽江

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

光伏并网发电系统建模及对配电网电压、网损的影响    谢丽美

单级式并网型光伏发电系统用逆变器的研究    焦在强

基于Z源逆变器的光伏发电系统研究    王君惠

基于双频变换器的单相光伏发电系统研究    方堃