单相光伏逆变器功率控制策略的研究

发布时间：2017-11-03 03:00

  本文关键词：单相光伏逆变器功率控制策略的研究

  更多相关文章： 单相光伏逆变器 功率控制 最大功率追踪 有功控制 无功补偿

【摘要】：随着人类环保意识的提高和不可再生能源的枯竭,光伏并网发电成为21世纪重要绿色能源。单相光伏并网逆变器广泛应用于建筑屋顶,有巨大的应用前景,其输出电流的质量对电网和用户会产生直接影响。本文以此为背景,对单相光伏逆变器的输出功率控制策略展开了研究。首先分析了单相逆变器的拓扑结构,设计了两级式无隔离变压器拓扑结构作为本文的研究对象。然后以太阳能电池的数学模型为基础,提出了变步长的扰动观测法,提高了最大功率点追踪(MPPT)的快速性,减小了功率震荡。研究了基于电压电流双闭环控制的逆变器的有功控制策略,电压外环采用PI控制,保证母线电压稳定,电流内环采用准比例谐振控制,可以实现无静差跟踪给定电流,并能减小电网电压扰动对系统控制的影响。在传统控制逆变器输出单位功率因数的基础上,提出一种单相光伏逆变器无功补偿的控制策略。通过提出的正弦信号积分器来构造虚拟两相正交的电流信号,克服了传统方法中的延时问题。运用瞬时无功理论,实现逆变器有功控制和无功补偿,优化了逆变器的功能。利用电力电子仿真软件saber,对以上的理论分析和算法进行了验证。最后通过物理实验,得到最大功率点追踪的效率,逆变器的欧洲效率均满足标准要求。测试了不同输入功率下的有功控制效果,并对逆变器无功补偿能力加以验证,证明了系统功率控制的有效性。
【关键词】：单相光伏逆变器 功率控制 最大功率追踪 有功控制 无功补偿
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 本文研究的背景、目的及意义8
• 1.2 国内外研究和技术发展概况8-11
• 1.3 本文主要研究内容和组织结构11-13
• 2 单相光伏逆变器的有功功率控制策略13-27
• 2.1 单相光伏并网系统电路基本结构13-15
• 2.2 最大功率点追踪算法的优化15-20
• 2.3 逆变器双闭环有功功率控制方案20-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 基于正弦信号的积分器逆变器无功补偿控制策略27-35
• 3.1 单相光伏系统无功补偿原理27-29
• 3.2 改进的无功补偿控制策略29-34
• 3.3 本章小结34-35
• 4 光伏并网系统软硬件设计35-46
• 4.1 光伏并网逆变器的技术参数35
• 4.2 光伏逆变系统硬件设计35-42
• 4.3 光伏逆变系统软件设计42-45
• 4.4 本章小结45-46
• 5 单相光伏逆变器仿真研究46-54
• 5.1 系统的仿真结构46-47
• 5.2 改进的最大功率点追踪仿真研究47-48
• 5.3 逆变器并网控制仿真研究48-51
• 5.4 不同光照强度逆变器无功补偿仿真研究51-53
• 5.5 本章小结53-54
• 6 实验结果及分析54-59
• 6.1 实验平台54-55
• 6.2 光伏并网逆变器有功控制相关实验55-58
• 6.3 光伏并网逆变器无功控制实验58
• 6.4 本章小结58-59
• 7 总结及展望59-61
• 7.1 全文总结59-60
• 7.2 展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-66
• 攻读学位期间发表的学术论文66

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本文编号：1134306