山东大学硕士学位论文光伏并网逆变器的研究及可靠性分析姓名 : 尹静申请学位级别 : 硕士专业 : 电力电子与电力传动指导教师 : 张庆范 20090430

光伏并网逆变器的研究及可靠性分析 作者 : 尹静 学位授予单位 : 山东大学 相似文献 (10 条 ) 1. 学位论文张艳红 3 20KW 光伏并网发电系统的设计 2008 随着光伏并网发电系统应用的日益广泛, 人们对光伏并网发电系统供电要求不断提高, 研究热点开始向数字控制技术发展 基于对光伏并网发电系 统的理论依据的分析, 这份学术论文是关于 3 20KW 光伏并网发电系统的研究, 对系统布局 并网逆变器 三环控制结构以及基于 DSP 的控制进行了详细 的设计 此并网逆变系统采用三个单相的全桥逆变器进行组合, 开关元件选用 IPM 智能功率模块 硬件电路的设计包括元器件的选取, 基于 TMS320F240 对光伏 逆变器进行电流 电压 最大功率点控制 设计中提出了一种基于扰动观测回探法的 MPPT 控制策略, 孤岛效应的检测采用主动加被动的双重控制方案 通过对实验以及运行结果的分析, 验证了以上所述设计方案的合理性与实用性 2. 期刊论文董密. 罗安.DONG Mi.LUO An 光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法 - 电力系统自动化 2006,30(20) 针对光伏并网发电系统中关键部件 -- 逆变器的结构设计与控制方法研究进行了详细分析和阐述. 从电网 光伏阵列以及用户对逆变器的要求出发, 分 析了各种不同的逆变器拓扑结构与控制方法, 比较其运行效率和控制效果. 对于目前国内外光伏发电系统中并网逆变器的研究现状 亟待解决的问题进行 了阐述, 指出光伏发电系统中并网逆变器高效可靠运行的发展方向. 3. 会议论文徐政多重实验功能光伏并网发电系统的建设与运行 2007 本文介绍一个具有多重实验功能的光伏并网发电系统 系统最多可分为 6 个子系统, 适合于各种对比实验 : 太阳电池阵列的电压和功率可以灵活组合, 满足不同规格并网逆变器产品开发的需求 ; 配备全自动高频检测系统, 进行长期运行数据的采集与积累 : 采用 3 种不同类型的太阳电池组件, 比较其在南方 湿热地区的特性, 为大规模系统电池组件的选型提供实验依据 4. 学位论文许颇基于 Z 源型逆变器的光伏并网发电系统的研究 2006 为了可再生能源的利用和社会的持续发展, 在世界范围内, 光伏并网发电技术正在蓬勃发展 并网逆变器为整个光伏并网发电系统的核心部件, 为 提高光伏并网系统的灵活性 可靠性和并网电能的质量, 系统的并网变流器单元可以采用一种全新的 Z 源型逆变器电路结构 本文在对 Z 源型逆变器深入 分析的基础上, 对整个光伏并网发电系统进行研究 其中主要研究内容有 : 1. 对 Z 源型逆变器的拓扑及工作原理进行深入分析 根据其逆变母线侧输出特性的不同分为电压模式 Z 源型逆变器 (VMZSI) 和电流模式 Z 源型逆变器 (CMZSI), 分别分析两者的工作原理及波形特性, 并运用拓扑分析中的对偶原理推倒出两种工作模式具有对偶特性的结论 最后, 通过与常规型逆变器的 比较, 得出它们之间的联系与区别, 并对 Z 源逆变器的优 缺点进行总结 2. 对电压模式 Z 源型并网逆变器进行状态空间平均法进行建模分析 将功率变换开关电路的非线性时变方程逐步转化为线性时不变方程, 并由此进行 传递函数推导 3. 重点分析了 VMZSI 应用于光伏并网发电系统的控制策略 通过电路结构和控制目标将变换器控制系统分为三个闭环结构 : 并网交流电流环 Z 源电 容电压环 光伏阵列输入电压环 在对各个闭环控制原理分析的基础上, 采用经典控制理论中图解根轨迹法对调节器参数进行设计, 并以系统的动 稳 态特性进行验证, 得出满足系统设计要求的调节器 4. 对 VMZSI 系统的主电路参数进行设计 以满足快速电流跟踪和抑制电流谐波的原则设计交流电感 ; 以抑制直流电压中二次电压波动量的原则设计 Z 源电容 ; 以满足非谐振最小值和抑制纹波的原则设计 Z 源电感, 以抑制电压纹波的条件设计光伏阵列滤波电容 5. 对应用于光伏发电系统的最大功率点跟踪 (MPPT) 方法和反孤岛保护进行分析和概述 MPPT 方法主要介绍了扰动观测法和电导增量法, 实现了功率 寻优要求 反孤岛保护主要介绍了 Sandia 频移法的原理和工作过程, 实现了可靠保护与稳定工作相结合 6. 为了验证分析地正确性, 以功率为 3Kw 的 VMZSI 光伏并网系统进行实验, 实验结果与仿真吻合, 说明了系统设计的合理性 5. 会议论文王岩. 李鹏. 王洪磊单级式光伏并网发电系统逆变器控制方法的研究 2007 随着全世界对能源 环保问题的重视, 光伏并网发电系统成为光伏系统发展的趋势 目前光伏并网系统中的逆变器多采用工作在 SPWM 状态下的全桥 式逆变方案, 由于需要 SPWM 脉冲发生器 同步锁相等诸多环节, 所以存在控制比较复杂, 可靠性不高, 硬件成本高等缺点 由于电流跟踪滞环控制具有 控制简单, 采用模拟器件容易实现等特点, 因此, 采用电流跟踪滞环控制并结合逆变器的消谐 PWM 控制实现了光伏系统的高功率因数的并网运行 仿真结 果表明, 该方案具有控制简单, 输出功率因数高, 工作可靠等优点, 具有推广价值 6. 学位论文陈雷光伏并网发电系统的实现 2008 本文详细介绍了光伏并网发电系统的基本原理, 并完成了并网发电系统中的关键环节 单相正弦波逆变器的硬件设计, 编写了基于 DSP2407A 的 SPWM 调制程序, 在 MATLAB7.4 环境下进行了光伏电池的特性与并网中孤岛效应的仿真研究 单相正弦波逆变器主回路前级采用推挽升压,MOSFET 作为开关 元件, 具有驱动功率小 开关速率高的特点 SG3525A 作为 MOSFET 的驱动 IC 后级采用工频逆变, 同样采用 MOSFET 作为开关元件, 用单极性 SPWM 调制的 U3990F5 正弦 IC 作为驱动芯片 光伏电池的最大功率 MPPT 控制由 DSP2407A 编程实现 采用 DSP2407A 作为光伏并网控制器的主控 IC, 具有低成本 低功耗 高性能的特点, 并且内存容量大, 可以满足系统容量大的要求, 同时大大简化了外围元件 7. 期刊论文方廷. 韩郁. 张岚.FANG Ting.HAN Yu.ZHANG Lan 一种多逆变器太阳能光伏并网发电系统的组群控制方 法 - 电网与清洁能源 2009,25(7) 对光伏发电系统中的光伏阵列 - 逆变器对进行轮循分组控制, 在逆变器输入功率小于设定的下限阈值时, 部分光伏阵列并联后连接到一台逆变器输出 ; 在并联开关分合闸过程中, 一直保持光伏阵列以最大功率不间断输出 ; 并且该方法对光照突变情况进行自适应判断, 作为控制的预启动条件. 此方法的优点 是 : 能够同时提高逆变器和光伏阵列的转换效率, 改善电能质量, 降低并联开关和逆变器的动作次数, 延长设备使用寿命, 并且控制过程系统输出功率平稳. 8. 学位论文李春玲基于光伏并网发电系统的孤岛检测 2008 光伏发电不仅是当今能源的一个重要补充, 更具备成为未来主要能源的潜力, 而光伏并网发电模式也越来越体现出它的价值 但是, 并网运行模式 所带来的孤岛现象对负载 逆变电源和人生安全构成了危险 所以, 光伏并网逆变器都应具有检测出孤岛状态的功能 随着光伏技术的推广应用, 具有无功补偿功能的光伏并网系统对于减轻电网负担和改善供电质量具有重要意义 因此具有无功补偿功能的单级三相 光伏并网逆变器受到越来越多的关注 本文基于这种并网系统, 提出了一种将逆变器的有功与无功分开独立控制, 而将最大功率跟踪与有功扰动综合控制的孤岛检测方案 这种方法的提 出, 充分利用了孤岛检测逆变器内部有源与无源检测方法的优点, 在确保准确进行孤岛检测的同时, 大大降低由于扰动的加入给正常供电的电能质量带 来的影响 9. 会议论文张超. 何湘宁无差拍控制在光伏并网发电系统中的应用 2007 光伏发电系统输出功率的大小和质量易受外部环境的影响, 为了使系统能够最大限度的输出高质量的电能, 就需要一种快速的电流控制方法控制逆变 器工作. 本文在分析了无差拍电流控制方法工作原理的基础上, 给出参考电流的获取及占空比的计算过程, 并将无差拍电流控制应用到两级式单相光伏并网

发电系统逆变器的控制中. 实验结果表明 : 该方法具有良好的稳态特性和动态特性 10. 学位论文张超光伏并网发电系统 MPPT 及孤岛检测新技术的研究 2006 随着经济全球化进程的加速和工业经济的迅猛发展, 世界范围内的能源短缺和环境污染已成为制约人类社会可持续发展的两大重要因素 光伏发电 因发电过程中无污染 无噪音 维护简单 无需生产原料等优点而逐步显示出其无比广阔的发展空间和应用前景 因此, 大力发展光伏发电技术和产业 已成为当务之急 本文以光伏并网发电系统为研究对象, 对光伏并网发电系统中的最大功率点跟踪控制 孤岛效应的检测 交流光伏模块系统新型拓扑等问题进行了 深入系统的研究 在此研究的基础上, 分别提出了非对称模糊最大功率点跟踪控制和双模式最大功率点跟踪控制两种新的最大功率点跟踪控制方法 周 期性扰动正反馈有源频率漂移孤岛检测方法和一种用于交流光伏模块系统的新型拓扑 :BBHF 逆变器 针对光伏发电系统中光伏器件的输出功率易受外部环境影响而降低了光伏发电系统效率的问题, 本文提出了两种新的最大功率点跟踪控制方法 : 非 对称模糊最大功率点跟踪控制和双模式最大功率点跟踪控制 这两种方法均能使光伏发电系统输出功率快速跟踪外部环境的变化, 同时可有效消除或减 弱光伏器件在最大功率点附近的功率振荡现象, 从而提高了光伏器件的利用率 上述两种方法均通过实验得到了验证 光伏发电系统并网工作时, 电网停电造成的孤岛效应会导致用电设备损坏和人身伤亡事故, 因此必须及时检测出孤岛效应的发生并切断系统与电网 的连接 针对孤岛效应检测中, 有源频率漂移法检测盲区较大的缺陷, 本文提出了周期扰动正反馈有源频率偏移法 通过仿真及实验验证, 该方法在电 网出现故障时, 检测速度更快, 具有更小的检测盲区, 能够迅速切断电网与光伏发电系统的连接, 从而避免孤岛效应造成的设备和人员损伤 为了验证以上所提方法的有效性和优越性, 本文基于 DSP 设计了一套单相两级式光伏并网发电系统 该电路由最大功率点跟踪电路 逆变器 滤波电 路 保护和控制电路构成 其具有独立运行和并网运行两种工作模式, 可以根据用户的需要进行切换 实验结果表明 : 该电路运行可靠, 保护功能完善, 并在实验过程中为后续的研究工作积累了大量的实验数据和经验 最后, 针对交流无损耗逆变器和反激式交流光伏模块系统存在系统运行过程中光伏 器件最大功率点易受电路运行干扰的缺点, 本文提出了 _ 种用于交流光伏模块系统的新型逆变器拓扑结构 :BBHF 逆变器 实验表明 : 该电路不仅实现了最 大功率点控制电路与后级逆变器的解耦, 确保了光伏器件稳定工作在最大功率点, 且电路中部分功率器件工作频率为工频, 能够减少开关损耗, 部分提 高系统效率 本文链接 :http://d.g.wanfangdata.com.cn/thesis_y1561833.aspx 下载时间 :2010 年 5 月 22 日