三相光伏并网逆变系统的研究

发布时间：2017-10-10 06:24

  本文关键词：三相光伏并网逆变系统的研究

  更多相关文章： 太阳能 MPPT SVPWM 逆变器 光伏并网

【摘要】：太阳能是目前世界上比较重要的一种可再生能源,利用太阳能最广泛的就是太阳能光伏发电技术,其中光伏并网成为了发展的主要趋势。在本文中我们对三相光伏并网逆变器作了研究,主要对数学模型,最大功率点跟踪,控制方法等方面作了研究,还利用了TMS320F2812作为控制芯片,对实验模型进行了硬件的搭建与软件的控制,通过实验的操作验证理论以及控制方法的正确性。论文的主要研究了一下内容:首先对文章研究的背景以及意义作了简短的介绍,国内外发展状况,未来的发展前景,然后对光伏逆变器作了介绍,根据不同结构进行了分类,并且对光伏发电的整个运行过程作了简单介绍,包括一些主要功能模块等。其次对三相光伏并网逆变器的主电路拓扑结构的数学模型,光伏电池的工作特性作了详细介绍。建立了Boost升压电路,将升压后的直流作为逆变器的输出,在控制上采用了模糊控制的方法实现了最大功率点的跟踪,保证了光伏电池能够工作做最大功率点处。然后建立了在不同坐标系下的光伏逆变模型,推导了Clark以及Park的坐标变换,同时我们介绍了逆变器工作的原理以及调制方式,详细的介绍了SVPWM的控制方法。接下来就是对整个系统的控制策略的介绍,文中采用电压环和电流环的双闭环控制,电流控制上我们采用了重复控制与PI控制相结合的方法,在MATLAB中建立相关模型进行仿真验证。最后就是对系统的硬件以及软件的设计,对TMS320F2812作了进一步的介绍,以及DSP的开发环境CCS的介绍,元器件参数的选择,相关电路的设计,软件控制的流程等等。最后通过程序的编写来实现对硬件系统的控制,然后对实验的相关波形进行分析。通过上述介绍,本次设计将采用电压型全桥逆变电路作为主电路,前级经过Boost升压电路后作为逆变电路的输入,利用SVPWM作为逆变的调制策略,在闭环控制中,为了能够提高系统的稳定性以及准确性,将采用重复控制与PI控制相结合的控制方法来完成本次设计,通过实验来验证文中所采用控制方法的有效性以及可行性。
【关键词】：太阳能 MPPT SVPWM 逆变器 光伏并网
【学位授予单位】：黑龙江科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 1 绪论11-16
• 1.1 研究背景及意义11
• 1.2 光伏发电的发展状况11-13
• 1.3 光伏逆变器结构与分类13-15
• 1.4 论文的主要研究内容15-16
• 2 光伏电池模型及最大功率点跟踪的方法研究16-28
• 2.1 光伏电池的等效电路16
• 2.2 光伏电池的输出特性16-17
• 2.3 最大功率点跟踪技术17-22
• 2.4 基于模糊控制的MPPT技术22-27
• 2.4.1 模糊控制逻辑理论23
• 2.4.2 MPPT的模糊控制逻辑推理23-27
• 2.5 本章小结27-28
• 3 三相光伏逆变器电路拓扑及调制策略28-44
• 3.1 光伏并网逆变器的电路拓扑28-29
• 3.2 三相并网逆变器模型建立29-33
• 3.2.1 Clark与Park之间的坐标变换29-31
• 3.2.2 LC型并网逆变器的数学模型31-33
• 3.3 空间矢量脉宽调制技术33-38
• 3.3.1 SVPWM的工作原理33-36
• 3.3.2 SVPWM的计算方法36-38
• 3.4 SVPWM仿真模型的建立与仿真38-43
• 3.5 本章小结43-44
• 4 三相光伏并网逆变器控制策略44-61
• 4.1 基于电网电压定向的矢量控制原理44-46
• 4.2 基于PI的电流控制理论46-48
• 4.3 基于重复控制的电流控制理论48-54
• 4.3.1 内模原理48-49
• 4.3.2 重复控制原理及基本结构49-53
• 4.3.3 重复控制性能分析53-54
• 4.4 PI+重复控制的控制方法54-55
• 4.5 系统模型建立与仿真结果分析55-60
• 4.6 本章小结60-61
• 5 三相光伏并网逆变器软硬件的设计61-73
• 5.1 三相光伏并网逆变器硬件结构61-62
• 5.2 主电路元器件的设计62-63
• 5.2.1 功率器件IGBT的选择62
• 5.2.2 直流侧电容的选择62
• 5.2.3 交流侧LC滤波器的选择62-63
• 5.3 系统硬件电路的设计63-69
• 5.3.1 控制芯片的选择63
• 5.3.2 驱动隔离电路设计63-65
• 5.3.3 采样电路的设计65-67
• 5.3.4 电网电压过零检测电路67-68
• 5.3.5 保护电路设计68
• 5.3.6 电源电路设计68-69
• 5.4 三相逆变并网系统软件的设计69-72
• 5.4.1 主程序和中断服务程序设计70-71
• 5.4.2 锁相环程序设计71
• 5.4.3 控制算法程序设计71-72
• 5.5 本章小结72-73
• 6 硬件搭建及实验结果73-77
• 6.1 实物模型介绍73-74
• 6.2 实验检测结果74-76
• 6.3 本章小结76-77
• 总结与展望77-79
• 参考文献79-82
• 作者简历82-84
• 学位论文数据集84-85
• 详细摘要85-86

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张霆;;光伏并网电站损耗探讨[J];科技信息;2010年15期

2 洪峰;嵇鼎毅;王成华;;模拟光伏并网实验装置的研制[J];实验室研究与探索;2010年08期

3 陈祥;;大型光伏并网电站科研规划的探讨[J];太阳能;2010年07期

4 崔瑞;李俊华;;光伏并网系统研究[J];内江科技;2011年08期

5 周林;杨冰;郭珂;李红新;张正茂;;光伏并网系统中直流注入问题最新进展及发展趋势[J];电力系统保护与控制;2012年06期

6 付铭骥;李奎霖;王梓全;;光伏并网系统的输出电流控制方案[J];电源技术;2012年06期

7 郭玉龙;石磊;张健;霍春宝;;三相光伏并网系统直接电流控制策略的研究[J];电力电子技术;2012年08期

8 ;分布式光伏并网技术深化研究课题成果通过评审[J];农村电气化;2013年03期

9 ;光伏并网系统研究[J];电气制造;2013年09期

10 张雅静;郑琼林;卢远宏;马亮;;光伏并网逆变器低电压穿越优化设计研究[J];太阳能学报;2013年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 谭甲凡;;基于线电流解耦算法的三相光伏并网系统[A];中国自动化学会中南六省（区）2010年第28届年会·论文集[C];2010年

2 周彦;段善旭;刘飞;殷进军;刘邦银;;一种三相光伏并网系统的双模运行控制策略[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

3 蒋立;郑建勇;;基于Z源的光伏并网控制策略研究[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（下册）[C];2008年

4 沈玉梁;苏建徽;赵为;余世杰;王斯成;王德邻;;不可调度式单相光伏并网装置的平波电容容量的选择[A];中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集[C];2001年

5 黄改云;;小型太阳能光伏并网系统设计[A];山东电机工程学会第六届发电专业学术交流会论文集[C];2007年

6 李练兵;王同广;孙鹤旭;;单相光伏并网逆变器的研究[A];天津市电机工程学会2012年学术年会论文集[C];2012年

7 金结红;余晓东;余海东;;光伏并网系统反孤岛控制策略研究[A];第十届中国太阳能光伏会议论文集：迎接光伏发电新时代[C];2008年

8 周方圆;龚芬;胡前;彭振江;;新型锁相技术在光伏并网系统中的应用[A];分布式发电、智能微电网与电能质量——第三届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集[C];2013年

9 褚小莉;余晓东;;单相光伏并网系统及其反孤岛策略的仿真研究[A];第十届中国太阳能光伏会议论文集：迎接光伏发电新时代[C];2008年

10 张海波;孙邦伍;原慧军;刘伟;崔海瑞;;基于DSP太阳能光伏并网系统的应用研究[A];中国农村能源行业协会第四届全国会员代表大会新农村、新能源、新产业论坛生物质开发与利用青年学术研讨会论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 缪传俊;光伏并网标准亟待出台[N];中国贸易报;2012年

2 黄蕾;江苏 分布式光伏并网容量居全国第一[N];中国电力报;2014年

3 国家能源局;上半年新增光伏并网容量翻番[N];中国能源报;2014年

4 记者 王贺　通讯员 杨锋 学谦;我市开建20兆瓦光伏并网电站[N];德州日报;2010年

5 本报记者 王荣;40余项光伏并网关键标准或上半年完成编写[N];中国证券报;2012年

6 记者 李莎莎;我市光伏并网容量年底将达1000兆瓦[N];格尔木日报;2012年

7 淄博 田连华;我的微型分布式光伏并网电站(下)[N];电子报;2013年

8 淄博 田连华;我的微型分布式光伏并网电站(上）[N];电子报;2013年

9 记者 王佑;上半年光伏并网量大增 能源局力促分布式发展[N];第一财经日报;2014年

10 记者 杨文浩;中节能光伏并网项目竣工在即[N];吐鲁番日报(汉);2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 吴理博;光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现[D];清华大学;2006年

2 汪海宁;光伏并网功率调节系统及其控制的研究[D];合肥工业大学;2005年

3 王飞;单相光伏并网系统的分析与研究[D];合肥工业大学;2005年

4 刘鸿鹏;基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

5 马亮;大功率光伏并网逆变系统研究[D];北京交通大学;2012年

6 张文;数字化光伏并网系统的逆变技术研究[D];华南理工大学;2013年

7 马琳;无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究[D];北京交通大学;2011年

8 郭晓瑞;光伏并网逆变系统控制策略研究[D];浙江大学;2014年

9 周皓;三电平光伏并网逆变器拓扑结构及控制策略的研究[D];北京科技大学;2015年

10 肖华锋;光伏发电高效利用的关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李洁;光伏并网逆变器控制策略及最大功率点跟踪技术研究[D];河北工程大学;2015年

2 田飞;分布式光伏并网无功电压控制研究[D];西南交通大学;2015年

3 王爱苓;光伏并网检测控制系统研究[D];大连理工大学;2015年

4 谭洋;基于DSP的光伏并网逆变器研制[D];电子科技大学;2015年

5 祝军;基于DSP的单相光伏并网系统的研究[D];东北大学;2013年

6 袁照红;基于MCU控制的光伏并网逆变系统的设计与实现[D];电子科技大学;2014年

7 樊晓波;光伏并网同步方法研究及切换电路设计[D];广西师范大学;2015年

8 田果;基于广域保护的光伏并网的配电网保护方案[D];西华大学;2015年

9 田娜;智能小区光伏并网供电系统设计[D];华北电力大学;2015年

10 赵珈玉;联网型光伏并网及监控系统研究[D];吉林大学;2015年

，

本文编号：1004804