分布式光伏发电并网微型逆变器研究

发布时间：2017-07-20 02:01

  本文关键词：分布式光伏发电并网微型逆变器研究

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【摘要】：能源危机和环境污染问题关系到人类生存、现代社会可持续发展,解决这个问题现已迫在眉睫,不断开发利用可再生清洁能源是解决问题的必要途径。太阳能是清洁、几乎永不枯竭的能源,其中,光伏发电是利用太阳能主要途径之一,已经得到社会和国家的支持与发展。另外,全球能源互联网的兴起,分布式光伏并网发电在配电网运行上有更高的技术要求。光伏发电主要分为离网发电和并网发电,前者运行对储能有要求,后者对并网电流质量要求高。其中微型光伏并网逆变器的功率在180W-1000W范围之内,它是专门针对其他形式的光伏并网逆变器因为遮挡造成的MPPT(Maxing Power Point Tracking)效率低的装置。它可以保证每一微型逆变器都工作在最大功率点,独立运行,使得整个并网系统工作效率最大化。相对于兆瓦级功率的光伏逆变器,模块化微型逆变器安装方便即插即用,不占独立空间。在每个微型逆变器在安装通信系统,可以监控每个微型逆变器和整个系统的运行情况,冗余度高,可靠性高,可以迅速找出有问题的微型逆变器的位置。本文的微型逆变器采用两级式拓扑结构,前级DC/DC电路实现宽输入高增益高效率的目标,采用全桥LLC谐振电路。LLC电路可以实现变压器原边ZVS开通,副边整流二极管无反向恢复关断,改善了效率,本文采用基波分量法对LLC谐振进行了特性分析,提出新的谐振参数设计方法来提高系统效率,并且通过小信号建模结合Simplis仿真设计了单电压控制环路。微型逆变器的后级是DC/AC逆变电路,首先分析了单极性调制全桥逆变器漏电流问题、H6单极性调制并网电流过零点畸变问题和无法实现无功补偿问题,提出了基于H6逆变电路的混合调制方法,并完成仿真验证。接着本文分析了几种并网锁相方式,并仿真比较优缺点,从bode图介绍了自适应比例积分-准谐振控制器的并网电流环。在单相光伏并网优化控制上介绍了最大功率点跟踪技术(MPPT)和孤岛检测技术,并分析了几种解决直流母线电压崩溃的方法。最后,给出了两级式微型逆变器系统的设计方案,并搭建前级LLC谐振电路,实验结果验证了理论分析的正确性。
【关键词】：光伏并网微型逆变器 LLC谐振全桥电路 LLC小信号建模 基于H6逆变电路的混合调制方法
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 光伏并网逆变器国内外研究现状10-13
• 1.2.1 光伏逆变器的分类10-12
• 1.2.2 微型逆变器发展现状12-13
• 1.3 光伏并网微型逆变器的关键技术13-16
• 1.3.1 微型逆变器的拓扑13-15
• 1.3.2 微型逆变器的控制与保护技术15
• 1.3.3 通信与监控技术15-16
• 1.4 论文研究内容及意义16-17
• 第二章 光伏前级LLC谐振电路17-37
• 2.1 LLC谐振变换器工作原理17-23
• 2.1.1 LLC谐振变换器的拓扑结构17-18
• 2.1.2 LLC谐振变换器工作特性分析18-21
• 2.1.3 LLC谐振变换器工作模式21-23
• 2.2 LLC谐振电路设计方法23-28
• 2.3 LLC谐振变换器环路控制设计28-35
• 2.3.1 LLC电路小信号建模28-32
• 2.3.2 单电压环控制设计32-35
• 2.4 本章小结35-37
• 第三章 光伏后级单相并网逆变器37-59
• 3.1 单相并网逆变器研究37-44
• 3.1.1 并网逆变器设计37-39
• 3.1.2 混合调制的H6逆变电路39-44
• 3.2 锁相方式44-52
• 3.2.1 乘法鉴相锁相环44-46
• 3.2.2 基于虚拟两相的单相锁相环方案46-52
• 3.3 并网电流控制方式52-57
• 3.3.1 比例积分控制器53
• 3.3.2 准比例谐振控制器53-54
• 3.3.3 自适应比例积分-准谐振控制器54-57
• 3.4 本章小结57-59
• 第四章 单相光伏并网系统优化控制技术59-69
• 4.1 MPPT控制技术59-65
• 4.1.1 太能电池特性与MPPT控制技术59-62
• 4.1.2 直流母线电压崩溃现象研究62-65
• 4.2 孤岛测验65-67
• 4.2.1 孤岛检测分析65
• 4.2.2 反孤岛检测策略65-67
• 4.3 本章小结67-69
• 第五章 实验设计69-77
• 5.1 硬件设计69-73
• 5.2 系统设计框架73-75
• 5.3 本章小结75-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 总结77
• 6.2 展望77-79
• 致谢79-81
• 参考文献81-85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周孝信;鲁宗相;刘应梅;陈树勇;;中国未来电网的发展模式和关键技术[J];中国电机工程学报;2014年29期

2 张杰;黄伏送;严斌;陈道炼;;推挽正激式准单级高频环节光伏并网逆变器[J];电力电子技术;2014年06期

3 徐锋;;基于模糊控制和功率预测的变步长扰动观察法在光伏发电系统MPPT控制中的应用[J];计算机测量与控制;2014年02期

4 吴胜华;钟炎平;赖向东;权建洲;;高频链矩阵式正弦波变换器控制策略的改进[J];电工技术学报;2013年03期

5 尹维春;;基于TMS320F2808 DSP最小系统设计及应用[J];电子元器件应用;2012年Z1期

6 高文祥;王明渝;王立健;刘洋;;光伏微型逆变器研究综述[J];电力系统保护与控制;2012年21期

7 陈燕东;罗安;谢三军;周洁;张庆海;;一种无延时的单相光伏并网功率控制方法[J];中国电机工程学报;2012年25期

8 嵇保健;王建华;赵剑锋;;一种高效率H6结构不隔离单相光伏并网逆变器[J];中国电机工程学报;2012年18期

9 闫朝阳;张纯江;邬伟扬;贾民立;张坤;;单相高频链矩阵逆变器解结耦SPWM策略及实现[J];电工技术学报;2012年02期

10 欧阳静;洪峰;王成华;黄银汉;;一种新型输出并联型双Boost逆变器[J];电工技术学报;2011年S1期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 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

2 李伟;单级高频链逆变技术研究[D];南京航空航天大学;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 吴迪;分布式发电系统孤岛检测方法研究[D];浙江大学;2014年

2 王璐;微型光伏并网逆变器研究[D];南京航空航天大学;2012年

3 顾雪霏;单级式光伏并网发电系统与MPPT的研究与实现[D];东华大学;2011年

4 李大伟;LLC谐振开关变换器的研究[D];南京航空航天大学;2010年

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本文编号：565730