文档介绍：单相数字式光伏并网逆变器的研究与设计电力电子与电力传动罗力沈玉棵教授摘要近年来,光伏发电技术取得了长足的进步,太阳能已经成为当今能源的一个系统的核心设备并网逆变器为研究对象,首先给出了单相光伏并网逆变器的详细的硬件设计过程,然后对光伏阵列的最大功能点跟踪、逆变器的特性及控制方法、并网系统的人机交互子系统等进行了深入的研究。并网逆变器的硬件设计是整个系统的基础和难点之一。本文设计了锥疃为完成对并网系统的监控和设置,设计了人机交互子系统,该系统是一个小关键词:光伏并网,最大功率点跟踪,瞬ㄆ鳎諴刂疲嘶换重要补充。光伏并网发电是太阳能大规模利用的必然趋势。本文以光伏并网发电功率为牧郊妒焦夥⑼姹淦鳎捎肍魑O低车目刂坪诵摹N章对整个硬件的设计过程和电路原理进行了详细分析。为提高系统效率,光伏阵列都要求工作在最大功率点处。本文在分析了各种方法的优缺点的基础上,提出了基于移相全桥电路的电导增量法,给出了整个算法在械氖迪止獭并网逆变器输出级的跟踪控制技术是系统设计的关键点之一。本文详细分析了逆变器输出级的电路工作模式和数学模型,深入分析了褪涑雎瞬ㄆ鞯脑及电网电压对输出电流的影响,提出了基于前馈补偿的数字控制,并给出了其在械氖迪止獭型嵌入式系统,用协议实现了子系统和控制系统的通信。本文详细分析了整个子系统的软硬件设计过程。最后,对整个系统进行了实验验证,结果表明了系统方案的可行性,系统实现了稳定可靠运行。
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第一章引言弟一早亏背景与意义⒌缛〉昧司薮蟮姆⒄梗夥⑼⒌缫丫晌H死嗬锰裟艿闹饕7绞之一。目前,我国已成为世界最大的太阳能电池和光伏组件生产国,年产量已达动我国光伏市场的发展,国家出台了一系列的政策法规,如《中华人民共和国可这些政策和法规明确了太阳能发电发展的重点目标领域【浚涸谄兜厍锰裟光伏发电解决无电人口用电问题;在经济较发达、现代化水平较高的大中城市,建设与建筑物一体化的屋顶并网太阳能光伏发电设施;在太阳能资源丰富的西北长期发展规划》还明确规定了大型电力公司和电网公司必须投资可再生能源,到年,大电网覆盖地区非水电可再生能源发电在电网总发电量中的比例要达到云南石林⑼夥笛槭痉兜缯尽?梢栽ぜ诮酉吕吹募改昀铮夥网发电市场将会为我国摆脱目前的金融危机提供强大的动力,光伏产业依然会持光伏并网发电系统是利用电力电子设备和装置,将太阳电池发出的直流电转逆变系统。按照系统功能的不同,光伏并网发电系统可分为两类:一种是带有蓄电池的可调度式光伏并网发电系统;一种是不带蓄电池的不可调度式光伏并网发作为一种重要的可再生能源发电技术,近年来,太阳能光伏到蚯摺5夜夥谐》⒄挂廊换郝刂甑祝夥低忱奂瓢装,约占世界累计安装量的ィ岛褪谐≈浞⒄辜ú黄胶狻NA送再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源十一五发展规划》等。地区建设几个较大规模的太阳能光伏电站和太阳热发电示范项目。《可再生能源中ヒ陨稀6杂谡庖荒勘甑氖迪郑夥⒌缥抟苫崞鸬椒浅9丶淖饔谩5毕拢国地方和企业正积极共建兆瓦级以上光伏并网电站,全国已建和在建的兆瓦级并网光伏电站共个月前估计湫偷娜绺仕喽鼗虸⑼夥许权示范项目,青海柴达木盆地的大型荒漠太阳能并网电站示范工程,续以往的高增长率,光伏市场的前景仍然令人期待。变为与电网电压同频、同相的交流电,从而既向负载供电,又向电网馈电的有源电系统。典型的不可调度式光伏并网发电系统如图所示。
图豢傻鞫仁焦夥⑼⒌缦低从图中可知,整个并网发电系统由光伏组件、光伏并网逆变器、连接组件、计量装置等组成,对于可调度式光伏并网发电系统还包括储能用的蓄电池组。并网逆变器是整个并网发电系统的核心设备,承担着光伏阵列的最大功率点跟踪、直流逆变、防孤岛效应等诸多功能。总的来说,光伏并网发电系统对并网逆变器有以下几点要求嘲:G缶哂薪细叩哪姹湫省S捎谀壳疤舻绯氐募鄹衿ǜ撸A俗畲笙薅地利用太阳电池,提高系统效率,必须设法提高逆变器的效率,让逆变器自身的功率损耗尽可能小。G笾绷魇淙氲缪褂薪峡淼氖视Ψ段АS捎谔舻绯氐亩说缪顾娓涸睾腿照强度而变化,这就要求逆变器必须能在较大的直流输入电压范围内正常工作,并保证交流输出电压的稳定。G缶哂薪细叩目煽啃院脱细竦谋;ご胧D壳肮夥⒌缦低持饕S糜诒远地区,许多电站无人值守和维护,这就要求逆变器具有合理的电路结构,。捎谑遣⑼诵校姹淦鞯氖涑鲇ξJд娑刃〉恼也ǎW龅接氲缤压同频同相,不能对电网有干扰和谐波污染。目前,标准啊要求并网逆变器总谐波失真∮%,、次谐波小于ィ次小于ィ我陨闲∮,光伏并网发电的成本已降至#疜,但是对于大规模应用来说,成本依然过高,大多数国家主要靠政府补贴来推动光伏并网发电,对上网电价采取了差额补贴或固定上网电价的方式。而制约光伏发