光伏并网系统新型升压电路及其最大功率跟踪的研究

发布时间：2017-09-07 11:42

  本文关键词：光伏并网系统新型升压电路及其最大功率跟踪的研究

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【摘要】：随着石油天然气等化石资源的逐渐枯竭,以及社会经济的不断发展,人口数量的不断增加,发展新能源技术成了国际社会和学术届的重要课题。太阳能作为一种可再生的新能源,使用安全可靠,绿色无污染,具有极大的经济价值。世界各国都在加大对太阳能利用的关注和支持,开发利用太阳能已成为人类解决环境和能源危机的一个重要途径。光伏电池板将太阳能转换为电能输出几十伏的直流电,人类如果想要进行利用需要首先将其逆变为交流电后再并入电网或直接带负载使用。以中国电网为例,并网电压一般需要为220V交流电或者380V交流电。最常见的电压源型并网逆变器需要直流侧输入电压高于交流电压的峰值。因此首先需要升压电路将光伏电池板输出的电压升高,再接逆变器加以变换。本文综述了电力电子变换技术中升压电路的发展历程,详细分析了现有几种主要升压电路拓扑的优缺点。对现有主要升压电路拓扑结构的分析对比表明,多相变换器能提高变换器的功率等级、降低变换器开关管和变压器等元件的电压电流应力,还可以增加变换器设计的裕度、提高变换器的性能。采用了基于boost电路的高增益三相变换器的拓扑结构,通过对变压器副边的整流电路采用串联结构,提高了变换器的电压增益,给出了三相变换器的交替控制策略,实现了原边输入侧三相电感电流的均分。给出了boost半桥电路结构在一个开关周期内工作的模态和变压器原边开关管的软开关条件,可实现所有开关管的零电压开通。设计了副边采用串联结构的基于boost半桥电路的三相变换器电路图,该电路实现了所有开关管的软开关；变换器不需要额外的辅助启动电路,三相电感之间可以实现均流,副边整流电路可以实现良好地均压。给出了基于TMS320F28335控制器的交错控制策略的实现方案,以及变换器主电路器件的选型和设计方法。研究了光伏并网系统中的最大功率跟踪问题,提出了与本文升压直流电路相结合的变步长干扰观测法的改进方案,给出了后级采用具有升压特性的直流电路的光伏发电系统的最大跟踪策略流程图。该方案在一定程度上解决了最大功率跟踪技术存在稳态精度与动态性能之间的矛盾。对本文光伏并网系统中的新型电压升高电路及其最大功率跟踪方案进行了大量的PSIM仿真验证。仿真结果初步证实了本文方法的有效性和可行性。
【关键词】：新能源 光伏 变换器 boost半桥电路 最大功率跟踪
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46;TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义10-14
• 1.2 多相变换器的发展14-16
• 1.3 最大功率跟踪的研究16
• 1.4 本文的主要工作16-18
• 第2章 基于boost电路的高增益多相变换器18-26
• 2.1 主电路拓扑18-19
• 2.2 电路控制策略及实现19
• 2.3 电路工作模态分析19-23
• 2.3.1 状态二下的电路模态分析20-21
• 2.3.2 状态三下的电路模态分析21-23
• 2.4 电路仿真分析23-25
• 2.5 本章总结25-26
• 第3章 Boost半桥变换器的研究26-35
• 3.1 Boost半桥变换器主电路拓扑26-27
• 3.2 Boost半桥变换器的工作模态分析27-29
• 3.3 电路软开关分析29-30
• 3.4 电路仿真分析30-34
• 3.5 本章总结34-35
• 第4章 基于boost半桥电路的多相变换器35-50
• 4.1 基于boost半桥电路的三相变换器主电路拓扑35
• 4.2 基于boost半桥电路的三相变换器的等效电路模态分析35-39
• 4.3 电路仿真分析39-43
• 4.4 控制策略实现与电路设计43-49
• 4.4.1 控制策略实现43-45
• 4.4.2 主电路参数设计45-49
• 4.5 本章总结49-50
• 第5章 最大功率跟踪算法的研究50-56
• 5.1 光伏电池的特性50-51
• 5.2 最大功率跟踪技术51-53
• 5.2.1 恒压跟踪法51-52
• 5.2.2 扰动观察法52
• 5.2.3 电导增量法52-53
• 5.2.4 模糊控制法53
• 5.3 基于升压电路拓扑的变步长干扰观测的最大功率跟踪法53-54
• 5.4 本章总结54-56
• 第6章 结论与展望56-58
• 6.1 结论56
• 6.2 展望56-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 作者简介62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 唐青松;吴强;曹怀志;金新民;彭方正;;一种高频变压器的研制方法[J];变流技术与电力牵引;2007年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 何金平;电压源型PWM变换器控制与应用[D];华中科技大学;2012年

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本文编号：809351