光伏并网逆变器的研究与应用

论文摘要

随着社会经济的发展,能源的日益减少和环境污染成为当代社会关注的重大问题,太阳能资源作为一种可再生清洁能源,使得光伏发电技术越来越受到人们的青睐。科学技术的进步,太阳能控制系统性能的提高,特别是在光伏逆变器技术上的飞速发展,成本的降低,使得光伏产业在世界范围内有着广阔的市场前景,因此,研究光伏并网逆变器有着重要的意义。本文对两级式三相并网光伏逆变器进行了详细的研究。首先对逆变器前级升压部分的原理与作用进行阐述,并介绍在升压部分进行太阳能最大功率点的多种控制方法,得出在光伏系统的升压部分使用扰动观察法进行最大功率控制具有控制简单、控制参数少的优点,分析了其控制过程。然后对光伏逆变器的后级逆变部分进行分析,详细研究了三相电压源型SPWM逆变器技术,阐述了三相逆变器的工作原理和工作过程,根据光伏系统的特性,对并网电压型逆变器采用电流控制策略,采用电流内环,电压外环的闭环控制方式后,使得系统具有良好的稳定的控制性能。在此基础上,对光伏逆变器孤岛效应进行了分析。最后,在理论分析和系统设计的基础上,对太阳能逆变器进行硬件和软件设计,包括：主电路功率器件的选择,滤波电感的设计,控制回路、采样电路、保护电路等,并对最大功率点的控制和SPWM的DSP实现进行软件设计,对系统进行调试实验,分析实验结果,证明该光伏逆变系统并网后电压与电流同相位,功率因数为1,并网成功。图[39]表[1]参[40]

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 太阳能光伏发电的意义
• 1.2 光伏发电系统的分类
• 1.3 光伏逆变器现状与发展
• 1.3.1 国外光伏逆变器现状与发展
• 1.3.2 我国光伏逆变器现状与发展
• 1.4 本文的主要内容
• 2 光伏并网发电系统结构及原理
• 2.1 三相光伏发电系统总体结构
• 2.2 光伏并网逆变器的技术要求
• 2.3 光伏系统前级升压部分分析
• 2.3.1 Boost升压电路原理
• 2.3.2 最大功率点跟踪方法分析
• 2.3.3 MPPT控制器的设计
• 2.4 光伏系统后级逆变部分分析
• 2.4.1 三相电压源型SPWM逆变器的基本原理
• 2.4.2 SPWM波形生成技术
• 2.4.3 SPWM双极性调制以及逆变器的输出
• 2.5 逆变器的并网控制策略
• 2.5.1 并网逆变器控制目标
• 2.5.2 电流电压双闭环控制
• 2.5.3 电流环电压环PI参数设计
• 3 孤岛效应分析
• 3.1 孤岛效应的影响
• 3.2 孤岛效应的检测技术
• 3.2.1 被动检测法
• 3.2.2 主动式检测法
• 4 太阳能并网逆变器硬件与软件设计
• 4.1 逆变器硬件设计
• 4.1.1 逆变器主回路功率器件选择
• 4.1.2. 滤波电感的设计
• 4.1.3 控制回路的设计
• 4.1.4 采样电路的硬件设计
• 4.1.5 保护电路的设计
• 4.1.6 电网电压同步检测
• 4.1.7 驱动电路的设计
• 4.2 系统软件设计
• 4.2.1 主程序
• 4.2.2 最大功率点控制程序设计
• 4.2.3 SPWM的DSP程序设计
• 5 逆变器实验调试与分析
• 5.1 实验调试应注意的问题
• 5.2 三相光伏逆变器实验装置
• 5.3 实验波形分析
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果
• 附录