光伏并网逆变系统研究

【摘要】：随着社会的进步和发展,人们对能源提出了更高的要求,开发和利用新的能源是人类当前亟待解决的重大课题。太阳能以其清洁、无污染,并且取之不尽、用之不竭的优点得到了人们的极大关注。 光伏并网发电系统是将太阳能电池发出的直流电转化为与电网电压同频、同相的交流电,并且实现既向负载供电,又向电网发电的一个系统。光伏并网发电系统的两大关键部分是光伏电池的最大功率点跟踪和光伏并网逆变控制,本文围绕这两部分展开了研究,主要做了以下工作： 1.分析了现有的光伏并网逆变器的主拓扑结构,提出了采用无变压器的绝缘两级拓扑电路的方案,分析了前级Boost电路和后级全桥逆变电路工作原理。 2.分析了太阳能电池的工作原理,依据太阳能的等效电路搭建了太阳能电池模型,并对太阳能电池在不同的光照和温度下的功率进行了分析。对几种传统的最大功率点跟踪(MPPT)控制算法进行了研究、分析和比较,并详细分析了造成系统判断错误的原因。采用增量电导法实现最大功率点跟踪控制并进行了系统仿真,仿真结果表明该方法可以很好的跟踪光伏系统的最大功率点。 3.并网电流的跟踪控制是系统研究的关键技术之一,基于光伏并网逆变器的控制目标,研究了光伏并网逆变器的常用控制方法,给出了电路元件的计算方法。对比几种控制方式,采用SPWM双闭环控制方式,并对系统进行了仿真验证。 4.在理论分析和仿真研究的基础上,建立了1KW单相光伏发电的仿真模型,并计算了系统主要的元件参数,仿真结果表明该系统比较好的完成了设计方案。 【关键词】：光伏并网 太阳能 逆变器 最大功率点跟踪 SPWM
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615;TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 太阳能光伏发电使用的背景和意义10-11
• 1.1.1 依据和背景10
• 1.1.2 理论依据和实际应用价值10-11
• 1.2 国内外发展现状及动态11-12
• 1.2.1 国外现状及发展动态11-12
• 1.2.2 国内现状及发展动态12
• 1.3 本课题研究的主要内容12-14
• 第2章 光伏并网逆变器原理分析14-26
• 2.1 太阳能系统简介14-17
• 2.2 光伏并网逆变器的分类17-24
• 2.2.1 并网发电系统形式17-18
• 2.2.2 并网逆变器的拓扑结构18-20
• 2.2.3 光伏并网逆变器设计方案20-24
• 2.3 本章小结24-26
• 第3章 光伏发电系统最大功率点跟踪26-40
• 3.1 太阳能光伏电池工作原理26-29
• 3.2 常用最大功率点跟踪方法29-36
• 3.2.1 恒电压控制法30
• 3.2.2 间歇扫描跟踪法30-31
• 3.2.3 扰动观察法31-34
• 3.2.4 增量电导法34-36
• 3.3 基于变步长增量电导法的最大功率点跟踪仿真36-38
• 3.4 本章小结38-40
• 第4章 光伏并网逆变器控制策略40-58
• 4.1 光伏并网逆变器的控制目标40
• 4.2 并网逆变器的控制方式40-41
• 4.3 光伏并网逆变器的常用控制方法41-45
• 4.3.1 滞环电流跟踪法41-42
• 4.3.2 单周控制42-43
• 4.3.3 PWM控制方式43-44
• 4.3.4 SPWM控制方式44-45
• 4.4 电压电流双闭环SPWM控制策略45-56
• 4.4.1 电流内环的设计46-49
• 4.4.2 电压外环的设计49-51
• 4.4.3 电压电流双闭环控制仿真分析51-54
• 4.4.4 SPWM锁相技术54-56
• 4.5 本章小结56-58
• 第5章 1KW光伏并网发电系统的参数设计及仿真研究58-66
• 5.1 系统的构成及技术参数58
• 5.1.1 系统的构成58
• 5.1.2 电路主要技术参数58
• 5.2 光伏并网逆变器参数设计58-61
• 5.2.1 Boost电路参数计算58-61
• 5.2.2 逆变电路参数设计61
• 5.3 仿真分析61-64
• 5.4 本章小结64-66
• 第6章 总结与展望66-68
• 参考文献68-72
• 致谢72

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