光伏并网逆变器并联控制技术研究

论文摘要

太阳能光伏并网发电已成为新能源开发利用领域的一个重要方向，具有广阔的发展前景，逆变器作为光伏并网发电系统的关键设备之一，其性能对提高光伏发电效率，降低成本具有重要意义。然而单个逆变电源模块的容量是有限的，为了满足用户对大容量逆变系统的需求，同时提高供电的可靠性以及系统的可维护性，常采用逆变器并联技术。此外，高性能的数字信号处理芯片(DSP)的出现，使得一些先进的控制策略应用于光伏并网逆变器并联系统成为可能。本论文就是在此背景下，对光伏并网逆变器并联控制技术进行了较为深入的研究，具有重要的现实意义。本文首先建立了逆变器并联系统的等效模型，分析了逆变器并联系统的环流和功率特性，比较了几种典型的逆变器并联控制方式，重点研究了无互联线逆变器并联控制技术，针对光伏并网系统的特性和传统逆变器并联控制策略的局限性，我们改进了一种适合于光伏并网系统的无互联线并联控制方法，同时对两级式光伏并网逆变器进行了设计，并给出了控制参数和输出滤波器参数的设计方法，然后根据系统的控制总方案，对采用TMS320F2407ADSP为控制核心的系统分别进行了硬件设计和软件设计，最后对改进的无互联线逆变器并联控制策略进行了仿真分析，仿真结果表明采用该方法后并联系统具有较好的均流效果，而且系统具有较高的稳定性和良好的动态响应性能。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.1.1 课题研究的背景
• 1.1.2 课题研究的意义
• 1.2 国内外并联逆变技术的特点及发展趋势
• 1.3 光伏并网系统
• 1.4 本论文主要的研究内容及创新之处
• 2 逆变器并联系统模型分析与控制策略研究
• 2.1 逆变器并联系统模型分析
• 2.1.1 单台并网逆变器的模型分析
• 2.1.2 逆变器并联系统的模型分析
• 2.2 逆变器并联系统的输出功率特性分析
• 2.2.1 输出有功功率特性分析
• 2.2.2 输出无功功率特性分析
• 2.3 逆变器并联控制策略研究
• 2.3.1 有连线的逆变器并联控制策略
• 2.3.2 无互联线的逆变器并联控制策略
• 2.4 基于光伏并网的逆变器并联运行控制策略
• 2.4.1 改进的 PQ 法
• 2.4.2 下垂参数的确定
• 2.4.3 有功功率和无功功率功率检测
• 2.5 本章小结
• 3 两级式光伏并网逆变器总体设计
• 3.1 前级 DC/DC 环节分析与设计
• 3.1.1 DC/DC 主电路设计
• 3.1.2 BOOST 斩波电路仿真建模
• 3.2 后级 DC/AC 环节分析与设计
• 3.2.1 正弦波脉宽调制技术（SPWM）
• 3.2.2 逆变器的主电路分析与设计
• 3.2.3 输出滤波器参数设计
• 3.2.4 控制器设计
• 3.2.5 同步锁相技术
• 3.2.6 基于 MATLAB 的逆变器并网系统仿真
• 3.3 本章小结
• 4 光伏并网逆变器并联系统的软硬件设计
• 4.1 系统的总体控制方案
• 4.2 逆变器并联系统的硬件设计
• 4.2.1 驱动电路
• 4.2.2 电压过零捕获电路
• 4.2.3 输出电流采样调理电路
• 4.2.4 同步锁相辅助电路
• 4.3 逆变器并联系统的软件设计
• 4.3.1 主程序流程图
• 4.3.2 定时器周期中断服务子程序
• 4.3.3 PI 算法流程图
• 4.3.4 并网同步子程序流程图
• 4.3.5 并联控制子程序流程图
• 4.4 本章小结
• 5 并联系统仿真研究及分析
• 5.1 并联系统的仿真建模
• 5.2 并联系统的仿真参数设计
• 5.3 系统仿真结果
• 5.4 小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集