三相LCL型光伏并网逆变器控制策略及装置研制

发布时间：2017-08-09 08:25

  本文关键词：三相LCL型光伏并网逆变器控制策略及装置研制

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【摘要】：随着传统能源的日趋枯竭,以及环境的日益恶化,各国政府均致力于调整能源结构,太阳能由于其具有巨大的发展潜力以及清洁环保可再生的优点,近年来得到了越来越多的关注。而光伏并网逆变器作为太阳能并网发电的重要设备,是国内外学者研究的热点问题。本文以LCL型多级非隔离三相光伏并网逆变器为研究对象,在最大功率点跟踪控制、谐振阻尼控制以及直流分量抑制等方面进行了深入研究。本文主要工作及其创新点如下：(1)针对电导增量法存在的振荡问题,提出了一种改进电导增量法的最大功率跟踪控制方法,该方法不仅能够较好地抑制振荡,还能有效地改善系统的动态性能,提高应对光照条件急剧变化的能力。(2)针对无功电容容易引起谐振,导致公共连接点电压畸变的问题,本文在双电流闭环的基础上,提出了一种阻尼无功电容谐振的控制策略,通过直接检测公共点电压瞬时值,将谐振阻尼控制策略无缝地嵌入到双电流闭环控制中,其中电流外环采用多比例谐振控制器实现指令电流的无静差跟踪,接着从二阶系统阻尼特性角度分析了谐振阻尼系数的设计方法,仿真和实验结果验证了所提策略的可行性和正确性。(3)分析了非隔离型并网逆变器的直流注入问题,对直流分量产生的原因和危害进行了分析,并提出了一种新型直流分量抑制控制策略,通过在常规电流外环基础上,增加一个直流分量的闭环控制环节,以抑制直流分量注入电网,通过建模分析、仿真实验验证了该策略对直流分量抑制的有效性。(4)研制了一台30KW的三相LCL型光伏并网逆变器,详细阐述了实验样机的主电路参数设计和器件选型；对控制系统的硬件电路进行了研究,构建了基于DSP2812的控制器,并对相关外围电路进行了设计；阐述了软件程序的设计思路,给出了主程序、中断程序、保护程序的流程图等。
【关键词】：光伏并网逆变器 LCL型滤波器 直流分量抑制 谐振阻尼 比例谐振控制
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-23
• 1.1 本文背景及研究意义10-11
• 1.2 光伏发电产业发展现状11-14
• 1.2.1 国外光伏发电发展现状12-13
• 1.2.2 国内光伏发电发展现状13-14
• 1.3 三相光伏并网发电系统14-20
• 1.3.1 三相光伏并网发电系统结构14-16
• 1.3.2 光伏并网逆变器的拓扑结构16-19
• 1.3.3 三相光伏并网滤波器的结构19-20
• 1.4 光伏并网发电系统的主要研究热点20-22
• 1.5 本文的主要工作22-23
• 第2章 光伏电池模型及最大功率点跟踪控制策略23-36
• 2.1 光伏电池的特性与模型23-27
• 2.1.1 光伏电池的工作原理23-24
• 2.1.2 光伏电池的等效电路与输出特性24-27
• 2.2 光伏电池的最大功率点跟踪策略27-35
• 2.2.1 最大功率点跟踪的原理27-28
• 2.2.2 常用的最大功率点跟踪控制策略28-32
• 2.2.3 改进型电导增量法32-35
• 2.3 本章小结35-36
• 第3章 并网逆变器阻尼无功电容谐振策略36-46
• 3.1 无功电容谐振产生原因及其阻尼控制策略36-40
• 3.2 无功电容谐振阻尼系数分析40-41
• 3.3 仿真与实验验证41-45
• 3.3.1 仿真分析41-43
• 3.3.2 实验研究43-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 并网逆变器直流分量抑制策略46-54
• 4.1 直流分量产生原因及其抑制策略46-49
• 4.2 直流分量抑制策略的建模分析49-50
• 4.3 仿真与实验验证50-53
• 4.3.1 仿真分析50-52
• 4.3.2 实验研究52-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第5章 光伏并网逆变器装置研制54-66
• 5.1 主电路参数设计54-58
• 5.1.1 Boost升压电路储能电感的设计54-55
• 5.1.2 功率器件的选取55-56
• 5.1.3 直流侧电容的设计56-57
• 5.1.4 逆变器LCL型滤波电路的设计57-58
• 5.2 控制电路设计58-62
• 5.2.1 信号调理电路59
• 5.2.2 过零捕获电路59-60
• 5.2.3 IGBT驱动电路60-61
• 5.2.4 硬件保护电路61-62
• 5.2.5 数据通信电路62
• 5.3 系统软件设计62-65
• 5.3.1 主程序62-63
• 5.3.2 中断服务程序63-64
• 5.3.3 故障保护程序64-65
• 5.4 本章小结65-66
• 总结和展望66-68
• 参考文献68-71
• 附录A 攻读学位期间取得的研究成果71-72
• 致谢72

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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

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