本文關(guān)鍵詞：帶有源濾波功能的三相光伏并網(wǎng)逆變器研究

  更多相關(guān)文章： 光伏發(fā)電 三相逆變器 有源濾波 MPPT 無差拍控制

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展,能源問題和環(huán)境問題越來越受到關(guān)注。新能源在能源結(jié)構(gòu)中的作用變得更為重要,其中太陽能光伏發(fā)電具有諸多優(yōu)勢,具有良好的發(fā)展前景。然而,光伏發(fā)電系統(tǒng)只能在白天工作,而且受光照強(qiáng)度和氣溫的影響,其實(shí)際利用率很低,系統(tǒng)大部分時間處于閑置狀態(tài)。同時,大量非線性負(fù)載接入配電網(wǎng),并產(chǎn)生大量諧波電流,影響電能質(zhì)量。本文將光伏發(fā)電系統(tǒng)和有源電力濾波器有機(jī)結(jié)合起來,對帶有源濾波功能的三相并網(wǎng)逆變器進(jìn)行分析研究,使得系統(tǒng)既能進(jìn)行光伏發(fā)電,又能治理配電網(wǎng)諧波電流,改善電能質(zhì)量。本文首先通過分析光伏電池的電氣模型,利用MATLAB仿真了光伏電池在不同光照及不同溫度下的輸出特性。為了獲得光伏電池的最大輸出功率,本文對光伏電池的最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)進(jìn)行深入探討,提出了一種實(shí)用的自適應(yīng)變步長擾動觀察法實(shí)現(xiàn)MPPT,能夠快速跟蹤太陽能電池的最大功率點(diǎn),減少在最大功率點(diǎn)附近的振蕩。針對系統(tǒng)調(diào)試方面,本文提出了一種實(shí)用的模擬光伏實(shí)驗(yàn)平臺,可以方便調(diào)試。其次,本文設(shè)計(jì)了帶有源濾波功能的兩級式三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),并對帶有源濾波功能的三相光伏并網(wǎng)逆變器的控制算法進(jìn)行深入分析。光伏并網(wǎng)逆變器采用電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)雙閉環(huán)控制策略,其中電壓外環(huán)采用PI控制,保證逆變器直流側(cè)電壓穩(wěn)定,同時輸出有功指令電流的幅值。針對系統(tǒng)實(shí)際情況,諧波電流采用基于ip-iq的分頻檢測算法,可以直接檢測特定單次或者多次諧波,以便針對性的補(bǔ)償特定次諧波�？紤]到系統(tǒng)容量限制,本文提出了一種諧波電流限幅措施,可以避免逆變器輸出電流過大造成設(shè)備的損壞。針對電流跟蹤控制問題,本文對準(zhǔn)比例諧振控制和無差拍控制進(jìn)行深入分析,考慮到準(zhǔn)比例諧振參數(shù)設(shè)計(jì)復(fù)雜繁多,采用數(shù)字無差拍控制實(shí)現(xiàn)對指令電流的跟蹤控制。最后利用PSIM軟件進(jìn)行仿真,分析系統(tǒng)處于不同工作模式下的輸出特點(diǎn),仿真表明了所提控制策略的正確性。逆變器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)研制是本文的研究重點(diǎn)之一。首先根據(jù)本文所提出系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了主電路,確定了主電路功率器件及其驅(qū)動電路,設(shè)計(jì)了濾波電感及逆變器直流側(cè)電容。在控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方面,設(shè)計(jì)了基于DSP的控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、外圍采樣電路、電壓過零檢測電路及保護(hù)電路等,同時介紹了軟件實(shí)現(xiàn)流程。最后,利用實(shí)驗(yàn)室研制的樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本文理論研究和設(shè)計(jì)方法的正確性。
【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 三相逆變器 有源濾波 MPPT 無差拍控制
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM615;TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 光伏發(fā)電技術(shù)概述10-12
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類12-15
• 1.2.1 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)12-13
• 1.2.2 并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)13-15
• 1.3 諧波污染與治理概述15-17
• 1.4 基于光伏逆變器的電能質(zhì)量治理研究17-18
• 1.5 本文章節(jié)安排18-19
• 第2章 光伏電池及其最大功率點(diǎn)跟蹤控制19-30
• 2.1 光伏電池建模及其輸出特性19-21
• 2.1.1 光伏電池模型19-20
• 2.1.2 光伏電池輸出特性仿真研究20-21
• 2.2 定步長擾動觀察法21-22
• 2.3 基于占空比的自適應(yīng)擾動觀察法22-25
• 2.3.1 基于占空比的擾動觀察法22-23
• 2.3.2 自適應(yīng)變步長擾動觀察法23-25
• 2.4 光伏系統(tǒng)調(diào)試平臺25-27
• 2.5 MPPT仿真分析27-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第3章 含有源濾波功能的三相光伏逆變器控制策略30-51
• 3.1 總體結(jié)構(gòu)及控制策略30-31
• 3.2 有功電流指令的獲取31-32
• 3.3 諧波電流指令的獲取32-35
• 3.3.1 基于i_p-i_q運(yùn)算方式的諧波電流檢測32-33
• 3.3.2 分頻諧波檢測算法33-34
• 3.3.3 諧波電流限幅措施34-35
• 3.4 復(fù)合指令電流的合成35-37
• 3.4.1 系統(tǒng)工作模式的選擇35-36
• 3.4.2 復(fù)合指令電流合成算法36-37
• 3.5 指令電流跟蹤算法37-42
• 3.5.1 基于準(zhǔn)比例諧振的電流控制算法37-39
• 3.5.2 基于數(shù)字化無差拍的電流控制算法39-42
• 3.6 系統(tǒng)仿真分析42-50
• 3.6.1 光伏發(fā)電模式43-44
• 3.6.2 諧波治理模式44-47
• 3.6.3 同時進(jìn)行光伏發(fā)電和有源濾波模式47-50
• 3.7 本章小結(jié)50-51
• 第4章 系統(tǒng)裝置的研制51-70
• 4.1 系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)51-56
• 4.1.1 系統(tǒng)的電路實(shí)現(xiàn)51-53
• 4.1.2 功率器件及其驅(qū)動電路的選取53-54
• 4.1.3 輸出電感及逆變器直流側(cè)電容的選取54-56
• 4.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)56-62
• 4.2.1 基于的DSP控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)56-57
• 4.2.2 外圍采樣電路設(shè)計(jì)57-59
• 4.2.3 電壓過零檢測電路設(shè)計(jì)59-60
• 4.2.4 保護(hù)電路設(shè)計(jì)60-61
• 4.2.5 通信模塊設(shè)計(jì)61-62
• 4.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)62-66
• 4.3.1 主程序流程62
• 4.3.2 中斷程序流程62-65
• 4.3.3 孤島檢測程序65-66
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果66-69
• 4.4.1 光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)67-68
• 4.4.2 同時進(jìn)行光伏發(fā)電和有源濾波實(shí)驗(yàn)68-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 總結(jié)70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76-77
• 附錄 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：730839