光伏并网微型逆变器的研究与设计

【摘要】：随着21世纪的到来,人口不断增加,传统的化石能源,如煤炭,石油,天然气等日益紧张。而且环境污染日趋严重,特别是近两年来的全国范围内的霾天气,让人们逐渐的意识到新能源在当今全球范围内的重要作用与地位。而其中,最为引人关注的就是太阳能。太阳能作为一种资源丰富,分布广泛的可再生能源,在当今倡导可持续发展的社会中,是最具发展潜力的可再生能源。而太阳能并网逆变技术是光伏发电系统的关键技术。因此深入的对此进行研究具有重大的理论与实际意义。本文的研究重点是作为微型光伏并网发电系统中的极其重要的技术环节的逆变器的设计和实现。主要内容可以归纳为以下几个方面：(1)通过比较分析目前常用的光伏逆变器的拓扑结构,设计了一种基于并联交错反激有源钳位拓扑的光伏逆变并网微型逆变器系统。(2)根据光伏系统的要求,设计了电流环补偿器,并设计了MPPT算法和PLL并网控制方法,使得输出与电网电压同频同相。并实现了孤岛检测。(3)利用MATLAB/SIMUlink对光伏电池和光伏并网系统进行建模和仿真,验证系统的控制效果。(4)根据设计的技术参数设计电路,实现了硬件和软件的设计。其中,硬件部分包括控制主电路、驱动电路、采样电路、辅助电源电路；软件部分包括了MPPT与PLL算法的实现、电流环补偿器的实现、负载共享控制与孤岛检测保护。其中,微处理器采用了PIC公司的16bit的数字信号控制器dsPIC33FJ16GS504进行设计。(5)对制作好的系统进行整体测试,给出实际测得的波形与数据,并总结得出相应结论。并对本次毕设进行总结。 【关键词】：微型光伏逆变器 交错反激 MPPT PLL 孤岛检测
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615;TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势11-14
• 1.2.1 国内外光伏逆变器的研究现状11-13
• 1.2.2 国内外光伏逆变器的发展趋势13-14
• 1.3 本文研究的主要内容与章节安排14-16
• 1.3.1 主要内容14
• 1.3.2 章节安排14-16
• 第2章 相关知识介绍16-20
• 2.1 太阳能电池简介16
• 2.2 DDS原理16-18
• 2.3 软开关技术18-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 并网逆变器拓扑结构分析设计20-38
• 3.1 光伏并网逆变器拓扑结构分类与选择20-22
• 3.2 DC/DC拓扑结构分析与选择22-30
• 3.2.1 正激电路拓扑结构分析22-23
• 3.2.2 反激电路拓扑结构分析23-30
• 3.3 反激转换器钳位电路拓扑结构分析设计30-34
• 3.3.1 RCD钳位电路30-31
• 3.3.2 有源钳位电路31-34
• 3.4 交错并联反激电路拓扑结构分析设计34-35
• 3.5 DC/AC拓扑结构分析与选择35-36
• 3.6 光伏微型逆变器系统总体拓扑结构设计方案36
• 3.7 本章小结36-38
• 第4章 并网逆变器控制方法分析设计38-58
• 4.1 最大功率点跟踪实现38-45
• 4.1.1 恒定电压法42
• 4.1.2 电导增量法42-43
• 4.1.3 扰动观察法43-45
• 4.2 并网控制方法45-46
• 4.3 反激转换器控制方法46-47
• 4.4 补偿器设计47-54
• 4.4.1 电流环补偿器设计47-51
• 4.4.2 前馈补偿器设计51-52
• 4.4.3 负载共享补偿器设计52-54
• 4.5 孤岛检测54-56
• 4.6 系统总体方案仿真56-57
• 4.7 本章小结57-58
• 第5章 光伏并网微型逆变器实现58-84
• 5.1 系统硬件设计58-74
• 5.1.1 控制器58-59
• 5.1.2 交错并联反激转换器设计59-65
• 5.1.3 全桥电路设计65-66
• 5.1.4 MOSFET驱动电路设计66-68
• 5.1.5 EMI滤波电路设计68-69
• 5.1.6 检测采样电路设计69-73
• 5.1.7 辅助电源电路设计73-74
• 5.2 系统软件设计74-82
• 5.2.1 MPLAB简介74
• 5.2.2 系统主程序设计74-75
• 5.2.3 系统状态机设计75-76
• 5.2.4 中断服务子程序76-79
• 5.2.5 子程序实现79-82
• 5.3 孤岛检测82-83
• 5.4 本章小结83-84
• 第6章 设计方案实验结果与分析84-88
• 6.1 系统实物图84
• 6.2 实验结果分析84-87
• 6.3 本章小结87-88
• 第7章 总结与展望88-90
• 7.1 工作总结88
• 7.2 工作展望88-90
• 参考文献90-94
• 致谢94-96
• 攻读学位期间发表论文情况96

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

风电·光电中的逆变器选择    蒋路平

风光发电系统中逆变器的选择    蒋路平;

Z源逆变器的研究    盛立健;张先飞;郑建勇;

一种实用的车载逆变器的设计    丁成伟;高鹤;赵吉利;

凯翔专业为逆变器检测提供解决方案——逆变器负载柜    

逆变器    刘耀宏;

您的光伏逆变器还没检测?凯翔来给您支招!    

SPWM逆变器调制方式的研究    张艺东;

Z源逆变器    张杨俊;王大伟;闫民华;詹景君;

全球市场准入并网光伏逆变器研讨会在苏召开    郝丽娟;

关于辊道电机逆变器容量的计算和选型    牟必骏;

用于电机驱动的谐振极ZVT-PWM逆变器功耗及效率分析    明正峰;钟彦儒;

单相SPWM逆变器重复控制技术的仿真研究    郭荥祥;巩瑞春;袁红霞;

一种新型便携式逆变器的分析与设计    于海龙;刘锋;

单相SPWM逆变器重复控制技术的仿真研究    郭荣祥;巩瑞春;袁红霞;

一种新型便携式逆变器的分析与设计    于海龙;刘锋;

逆变器综合课程设计教学平台的开发    肖岚;

一种新型控制方法在单相逆变器中的应用    李德华;余望;张志远;余敬东;

应用于异步起动机的新型L-源逆变器    杨奇;黄文新;胡育文;钱海;

改进Z源逆变器设计    张超华;汤雨;谢少军;

北京大型光伏逆变器基地奠基    记者 涂露芳

逆变器行业逆市扩张    本报记者 张子瑞

光伏逆变器：“寒冬”中逆势而上    本报记者 徐建华

国产逆变器：市场好竞争力弱    本报记者 徐恒

致力于提供高性能的光伏逆变器    张志辉

光伏逆变器或提振光伏产业    CUBN 记者 周洪博

简易方波12V转220V交流逆变器电路图    广东 付兵彭

2012年全球光伏逆变器将破70亿美元    王辉

简易逆变器的制作    浙江 吴建龙

逆变器制造商转向电站开发    本报记者 朱怡

光伏并网逆变器关键问题研究    赵方平

串联型高增益Z源逆变器及其应用研究    蔡春伟

混合多电平逆变器拓扑及其市制方法研究    丁凯

输入串联输出并联逆变器系统控制策略的研究    庄凯

多电平直流环节逆变器新型拓扑与调制方法研究    陈金平

混合动力电动车中高性能Z源逆变器控制器研究    范功诚

级联型逆变器关键技术研究    单庆晓

PWM逆变器传导电磁干扰的研究    裴雪军

PWM逆变器特定消谐式谐波抑制技术的研究    佟为明

多电平二级管钳位型逆变器电容电压平衡SVM算法及其应用研究    王姿雅

基于Quasi-Z源逆变器的光伏并网/储能组合控制研究    苏宝珍

并网微逆变器的研究与设计    郝鑫

基于太阳能发电的UPS的研究    唐鲲

光伏逆变器的并网研究    姚乐乐

三相T型三电平光伏逆变器技术研究    杜弯

地铁再生制动能量利用方案的研究    马瑜冰

Z源逆变器拓扑及控制方法的研究    王思

E公司光伏逆变器产品失败案例研究    李小涛

容错型三相四开关有源电力滤波器控制研究    张路

基于PLC的微型逆变器智能光伏并网系统及PLC信道特性研究    阮永宝