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试议控制小型离网光伏发电系统逆变器研制

收藏本文 2024-01-24 点赞:24341 浏览:108201 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着社会经济的快速进展,人类对能源的需求激增,能源紧缺和环境污染不足日趋严重,开发利用新能源已经成为世界各国的共识。太阳能是目前最具规模推广价值的新能源之一,其中,小型离网光伏发电系统是太阳能利用的一种重要形式,系统制约技术相对成熟,成本低、易于安装,在世界各地得到广泛运用。小型离网光伏发电系统的核心技术包括高效率光伏电池技术和系统制约与逆变技术,本论文将小型离网光伏发电这个系统作为探讨对象,设计了一套结构简单、便于制约、性价比高的离网逆变装置。针对光伏离网逆变制约的动态性能和稳态性能指标,本论文以TMS320LF2407A型DSP为制约器件,采取PI制约与重复制约相结合的制约算法,对离网逆变器的软硬件进行设计,以便有效地抑制非线性负载和死区效应带来的干扰不足。具体内容如下:1、浅析小型离网光伏发电系统组成结构和工作原理,重点浅析了小型离网光伏发电系统的逆变技术和常用逆变制约对策。2、在比较浅析多种结构拓扑结构的基础上,选择单相全桥逆变拓扑作为主电路拓扑,对其进行双极性SPWM调制,建立SPWM逆变器和输出LC滤波器的模型,并进行数学模型浅析。3、分别深入探讨浅析PI制约和重复制约两种制约算法的结构和原理,通过论述浅析和Simupnk仿真比较二者性能的优缺点,提出采取PI+重复复合制约算法,仿真探讨验证了PI+重复复合制约算法相比于PI制约和重复制约的优越性。4、在论述浅析和仿真探讨的基础上,设计了1kW小型离网光伏发电系统逆变器的软硬件系统样机,经过仿真浅析和样机实验,基于PI+重复复合制约的小型离网光伏发电系统输出电压波形畸变率小,能很快速精确地跟随参考电压波形,满足逆变指标要求。本论文的探讨工作为小型离网光伏发电系统逆变装置的研制与产业化打下良好的基础。本课题来自广东省绿色能源技术重点实验室,广东省教育部产学研结合项目(编号:2009B090300424),广东省科技计划项目(编号:2007B010400080/2010A010200004)和2010年粤港关键领域重点突破招标项目“风光互补分布式发电并网制约系统关键技术及产业化”(编号:20100107-3)。关键词:光伏发电论文离网逆变论文重复制约论文PI制约论文

    摘要5-6

    Abstract6-8

    目录8-11

    第一章 绪论11-17

    1.1 课题探讨背景及作用11-13

    1.1.1 探讨背景11-12

    1.1.2 探讨作用12-13

    1.2 小型离网光伏逆变技术的进展情况及走势13-14

    1.3 小型离网光伏发电系统逆变器技术难点14-15

    1.4 本论文的主要工作15-17

    第二章 小型离网光伏发电系统概述17-28

    2.1 小型离网光伏发电系统组成结构及工作原理17-23

    2.1.1 光伏阵列18-20

    2.1.2 直流转换电路20-21

    2.1.3 蓄电池组21

    2.1.4 逆变器21-23

    2.2 小型离网光伏发电系统逆变制约技术分类23-24

    2.2.1 电压型和电流型逆变制约23

    2.2.2 模拟和数字逆变制约23-24

    2.3 小型离网光伏发电系统逆变常用制约对策24-27

    2.3.1 PID制约24

    2.3.2 重复制约24-25

    2.3.3 无差拍制约25

    2.3.4 模糊制约25-26

    2.3.5 状态反馈制约26

    2.3.6 滞环比较制约26

    2.3.7 滑模变结构制约26-27

    2.4 本章小结27-28

    第三章 小型离网光伏发电系统逆变器建模28-38

    3.1 小型离网光伏发电系统逆变装置的拓扑结构28-32

    3.1.1 小型离网光伏发电系统拓扑结构分类28-29

    3.1.2 小型离网光伏发电系统逆变器拓扑结构分类29-31

    3.1.3 小型离网光伏发电系统逆变器拓扑结构设计31-32

    3.2 小型离网光伏发电系统逆变装置的调制技术32-34

    3.2.1 单极性调制33-34

    3.2.2 双极性调制34

    3.3 小型离网光伏发电系统逆变装置的建模浅析34-37

    3.3.1 SPWM逆变器的建模浅析34-36

    3.3.2 滤波器的建模浅析36

    3.3.3 整体装置的建模浅析36-37

    3.4 本章小结37-38

    第四章 小型离网光伏发电系统逆变制约算法设计38-56

    4.1 小型离网光伏发电系统的整体制约目标38

    4.2 小型离网光伏发电系统逆变制约算法设计38-50

    4.2.1 PI制约算法设计38-41

    4.2.2 重复制约算法设计41-49

    4.2.3 PI+重复制约算法的设计49-50

    4.3 小型离网光伏发电系统逆变制约算法仿真50-55

    4.3.1 PI制约算法仿真50-52

    4.3.2 重复制约算法仿真52-53

    4.3.3 PI+重复制约算法仿真53-55

    4.4 本章小结55-56

    第五章 小型离网光伏发电系统逆变器软硬件设计及实现56-77

    5.1 小型离网光伏发电系统逆变器软硬件设计总体思路56-57

    5.2 小型离网光伏发电系统逆变器主电路设计57-62

    5.2.1 输入不可控整流模块电路设计与选型57-58

    5.2.2 直流端滤波电容的设计与选型58

    5.2.3 逆变桥开关管的设计与选型58-60

    5.2.4 逆变输出LC滤波器的设计与选型60-61

    5.2.5 逆变器散热器模块的设计与选型61-62

    5.3 小型离网光伏发电系统逆变器制约电路设计62-69

    5.3.1 电压检测电路设计62-66

    5.3.2 TMS320LF2407A DSP设计66

    5.3.3 驱动电路设计66-69

    5.4 小型离网光伏发电系统逆变器软件设计69-73

    5.4.1 总体软件流程设计69-70

    5.4.2 正弦查表程序设计70

    5.4.3 SPWM算法程序设计70-72

    5.4.4 增量式PI算法程序设计72-73

    5.4.5 重复制约算法程序设计73

    5.5 实验结果与浅析73-76

    5.5.1 驱动电路实验波形与浅析74-75

    5.5.2 离网输出实验波形与浅析75-76

    5.6 本章小结76-77

    第六章 总结与展望77-79

    6.1 总结77

    6.2 展望77-79

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