3kW光伏并网逆变器的研究

发布时间：2020-03-04 19:47

【摘要】：随着我国经济的发展，能源短缺与环境问题已经成为了制约经济发展的主要矛盾。太阳能以储备几乎无限大、广泛的分布范围、清洁无污染以及开发潜力大等优势，得到了国内外的重视。太阳能发电则是利用太阳能的主要方式，而其中光伏逆变器则是将太阳能转化为电能的核心器件。因此本文以光伏逆变器为研究对象，研究和设计了一款3kW光伏并网逆变器。本文首先介绍了太阳能发电的意义以及目前的国内外太阳能发展现状。分析了光伏电池板的特性，在此基础上研究了最大功率点追踪算法，并分析了各种算法的优缺点，以此提出了一种改进的电导增量法，并利用SABER建立系统模型进行仿真验证，仿真结果与算法结论一致。分析了反孤岛效应的必要性，并利用主动式与被动式反孤岛检测相结合作为本文设计的反孤岛控制算法。之后对并网逆变控制算法进行研究，将重复控制与PI控制相结合作为本文使用的逆变并网控制算法。并利用Matlab/Simulink对反孤岛控制与并网控制进行了仿真，仿真结果证明控制算法的合理性。基于以上理论设计一台3kW光伏并网逆变器，，包括硬件电路以及软件程序，制作了试验样机，进行了实验测试，并取得了良好的实验数据。对其实验数据进行分析表明以上理论的正确性以及优越性。
【图文】：

世界能源

其整体寿命约为 25 年，相信科学的进步光伏电池板转化率与寿命必将会越来越高。2．太阳能资源储存的“无限性”与分布的广泛性：太阳的能量储存巨大，且至少还有 40 亿年的寿命，这对于人类几乎可以说是无限的；阳光可以说是无处不在的，可以就地取材，无需运输等。3．无资源短缺与耗尽的情况：太阳能电池板的主要材料为硅，地球上储存量极为丰富，约占地表岩石的 26%。4．清洁性：利用太阳能的发电过程，没有燃烧过程，因此不会产生对大气产生污染；且没有机器部件旋转部件，因此也无机械磨损与噪声。5．建造灵活性：光伏发电可以建造为大型电站也可为安装到挨家挨户的屋顶，而且安装与拆卸极为简便，且易于增加或减小发电规模。6．维护问题：可以实现无人看守。维护成本低廉。但目前光伏发电的成本较高，约为 1 瓦 10 元[4]。随着光伏组件成本不断降低，其他能源的不断消耗，太阳能必将成为今后的重要能源之一。据欧洲联合研究中心(JRC)预测如图 1-1 所示，在 2050 年，太阳能在整个能源结构中将占 20%，到 2100 年时，将的占有率将超过 50%[5]。

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伏发展现状来看，目前各国政府都给予了大力的支此研究光伏并网技术有着重要的现实意义。逆变器系统构成到光伏电池板，通过光电效应产生电能，并通过并为满足并网要求并输送到电网，其示意图如图 1-2 光伏并网系统的核心设备。光伏并网逆变器按照是与非隔离型如图 1-3 所示。其中隔离型光伏并网逆有分为工频隔离光伏并网逆变器与高频隔离光伏并并网逆变器根据是否存在 DC/DC 变换电路又分为和多级非隔离光伏并网逆变器。本文所设计的逆变逆变器结构。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464;TM615

【参考文献】