光伏水泵系统变频驱动与控制研究

论文题目: 光伏水泵系统变频驱动与控制研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 电力电子与电力传动

作者: 张志刚

导师: 苏建徽

关键词: 光伏水泵系统,最大功率点跟踪,离心水泵,异步电动机,变频器

文献来源: 合肥工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 光伏水泵系统经过几十年的发展,已经成为太阳能应用领域的一个重要方面,并且由于其具有巨大的社会效益和经济效益,近年来已受到越来越多的关注。本文提出并设计了两种异步电机驱动的光伏水泵变频控制系统,一种为光伏水泵专用变频逆变器控制之光伏水泵系统,另一种为通用变频器控制之光伏水泵系统。主要研究内容如下: 1.系统的分析了光伏水泵系统的组成、结构与特性。 2.研究了光伏阵列的最大功率点跟踪,并采用自寻优技术实现太阳能光伏阵列真正的最大功率点跟踪(TMPPT)。 3.采用三次谐波注入(TRIPWM)方式和直流电压补偿优化SPWM控制策略,提高系统的直流电压利用率。 4.结合离心水泵之负载特性,对变频逆变器的输出V—f关系进行了优化设计并给出其近似实现。 5.采用先进的DSP(TMS320F2407A)芯片作为控制核心,实现了光伏水泵专用变频逆变器的设计,该变频逆变器具有多种智能保护措施,如打干保护、低速保护、过载保护等。 6.以提高系统的通用性为目的,设计了一种通用变频器控制的光伏水泵系统。该控制系统将MPPT控制功能独立出来,实现对太阳能光伏阵列的最大功率点跟踪;利用通用变频器实现对机泵负载的优化控制。

论文目录:

第一章 绪论

1．1 太阳能光伏系统的应用现状

1．2 光伏水泵系统的应用

1．3 发展光伏水泵系统的意义

1．4 本课题的任务

第二章 太阳电池的特性及最大功率点跟踪

2．1 太阳电池的基本原理和构造

2．2 太阳电池的特性曲线

2．2．1 太阳电池的 I-V特性曲线和 P-V特性曲线

2．2．2 影响太阳电池输出特性的因素

2．2．3 光伏阵列的特性

2．3 太阳电池的最大功率点跟踪

2．3．1 光伏阵列工作点的确定

2．3．2 最大功率点的跟踪

第三章 光伏水泵系统特性与配置

3．1 光伏水泵系统的各组成部件

3．2 光伏水泵系统的特性

3．2．1 日照强度对光伏水泵系统效率的影响

3．2．2 光伏阵列与机泵负载之间的祸合方式对系统效率的影响

3．3 光伏水泵系统的配置估算方法与选型原则

3．3．1 光伏水泵系统的配置估算方法

3．3．2 光伏阵列的选型原则

3．3．1 机泵子系统选型原则

第四章 变频逆变器输出 V-f关系的优化控制

4．1 离心水泵的特性

4．1．1 离心水泵的性能参数

4．1．2 离心水泵的性能曲线

4．1．3 改变离心泵特性的方法

4．2 V/f控制曲线的获得与优化

4．2．1 常规 V/f=const控制法

4．2．2 V/f控制方式的优化

4．2．3 V-f优化曲线的近似实现

第五章 光伏水泵的变频控制的实现

5．1 光伏水泵系统的电路结构

5．2 电压型 PWM光伏水泵专用变频器设计

5．2．1 系统的组成

5．2．2 光伏水泵专用变频逆变器的 SPWM控制策略

5．2．3 变频逆变器主电路拓扑结构及元件参数选择

5．2．4 基于高性能 DSP的控制系统

5．3 通用变频器控制的光伏水泵系统

5．3．1 系统的组成

5．3．2 通用变频器控制的光伏水泵系统控制原理

5．3．3 通用变频器的选型原则

5．3．4 基于 MC68HC908JK3的控制系统

5．3．5 软件编制

5．3．6 系统能实现的保护功能

第六章 实验结果与工作展望

6．1 光伏水泵专用变频器控制之光伏水泵系统实验波形

6．2 通用变频器控制之光伏水泵系统

6．3 今后的工作展望

发布时间: 2005-07-13

参考文献

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