30KVA光伏并网逆变器的设计及控制研究

30KVA光伏并网逆变器的设计及控制研究作者： 汪海宁 ， 余世杰 ， 苏建徽 ， 沈玉樑 ， 王飞作者单位： 合肥工业大学能源研究所 ,合肥 ,230009刊名： 太阳能学报英文刊名： ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICA年，卷 (期 )： 2003， (z1)被引用次数： 5次参考文献 (11条)1. 赵玉文 光伏发电在本世纪人类能源发展中的战略地位 20022. 余世杰 . 何慧若 . 苏建徽 光伏水泵系统 1999(z1)3. Laukamp H. Leithold W . Rehg U Solarzentrum Freiburg-Europe s first photovoltaic structural glazingfa cade 19944. Guidelines for the assessment of Photovoltaic Plants analysis and Presentation of Monitoring Data19955. 陈伯时 电力拖动自动控制系统 19926. Schmid J PV in Buildings 19927. 黄俊 . 王兆安 电力电子便流技术 19938. 赖寿宏 微型计算机控制技术 19999. Z Sallameh . D Taylor Step-up maximum power point tracking for photovoltaic arrays 1990(01)10. Danny Abramovitch Phase-Locked Loops: A control Centric Tutorial 200211. Schlemper K . Nowak R35kWp PV Installation on a train station in berlin 1995相似文献 (10条)1.期刊论文 邹建章 . 陈乔夫 . 张长征 . ZOU Jian-zhang . CHEN Qiao-fu. ZHANG Chang-zheng光伏逆变器综合性能测试平台研究 - 电测与仪表 2010,47(8)为了对光伏逆变器性能参数进行准确有效的测试 , 需要搭建高性能的测试平台 . 本文对基于三相高频 PWM整流器的光伏阵列模拟器作为试验电源的光伏逆变器综合性能测试平台进行系统仿真 , 验证了该方案的合理性和可行性 , 且有效解决了大容量和网侧谐波和无功污染的问题 . 同时 , 本文还对光伏逆变器的一些关键性能参数 , 如光伏逆变器效率、最大功率点跟踪性能、反孤岛保护功能、逆变器输出波形质量等 , 进行了分析和研究 , 并提出了测试方案 , 为进一步的测试工作打下了基础.2.学位论文 冯轲 三相光伏逆变器及其孤岛检测方法研究 2009在当今石化能源日益减少，生态环境遭受破坏的情况下，太阳能等可再生能源的探求与利用已成为发展的热点。光伏系统以其良好的环境效应被越来越广泛的应用。本文以光伏并网逆变系统为研究对象，对光伏并网系统孤岛状态检测方法等问题进行了系统深入的研究。本文以光伏并网逆变系统为研究对象，对光伏并网系统特性以及模型、光伏并网拓扑和策略、并网系统孤岛状态检测方法等问题进行了系统深入的研究。光伏并网系统中的逆变器是光伏并网发电系统研发中的最重要问题。本文提出了可以用于理论分析的光伏系统模型，为实现孤岛检测分析提供了理论研究和系统设计的基本保证。本文首先介绍了太阳能并网发电系统，具体说明了太阳能电池发电系统的分类情况和拓扑结构。接着介绍了光伏系统的主电路的实现，介绍了在系统中可以采用的控制策略，之后选取了同步 PI作为逆变器的控制策略。国际上对孤岛检测提出了相关的技术标准。针对其技术标准，本文提出了关于频率和电压保护的测试方法。详细介绍了被动式和主动式的孤岛检测方法和其优缺点。在总结前面孤岛检测方法的基础上，提出了两种基于功率扰动的孤岛检测方法，通过 Matlab/Simulink实现了其对孤岛检测的功能要求，在逆变器平台上通过实验验证了这两种方法具有良好的孤岛检测性能。根据光伏对硬件电路的要求，本文在上述理论的基础上，设计并制作了一台 100kw的光伏逆变器实验平台，采用了 TI公司生产了TMS320LF2407A为核心控制器，采用同步 PI电流控制技术，并且进行了运行试验和反孤岛测试实验的研究。本文给出了仿真和实验结果，证明所设计的光伏逆变器系统在电路结构、器件选择和控制器设计上的正确性和稳定性；验证了并网逆变器系统可靠的工作性能；验证了输出功率扰动法和无功补偿法在孤岛检测上的可靠性和准确性。3.期刊论文 陈厚岩 . 王环 . 许洪华 . CHEN Hou-yan. WANG Huan. XU Hong-hua 具有零电流关断特性的并网型光伏逆变器研制 - 电力电子技术 2005,39(3)介绍了一种新型的辅助谐振转换极逆变器拓扑结构 , 它可以实现主开关管及辅助开关管的零电流关断 . 将这种拓扑应用于并网光伏逆变器中 , 可以提高光伏系统效率 , 达到降低成本的目的 . 成功研制出了 500W的并网光伏逆变器 , 实现了主开关管和辅助开关管的零电流关断 , 降低了开关损耗 , 逆变器满载效率最高可达 96.3%.4.学位论文 周东 三相光伏并网电流型 PWM逆变器的研究 2010随着世界能源紧缺和环境污染问题的日益严重，新能源的发展越来越受到世界各国的关注。太阳能作为一种清洁的绿色能源，在光伏发电系统中具有广阔的发展前景。 光伏并网发电是太阳能发电系统应用的发展趋势，并网逆变器是光伏并网发电必不可少的。传统的光伏并网系统中的逆变器多采用电压型 PWM逆变器，它只能工作在直流电压恒定且高于电网电压峰值的情况，采用的拓扑结构通常为两级或多级形式。这不仅增加了功率损耗而且电路结构也较复杂。而电流型 PWM逆变器可工作在直流电压低于电网电压峰值的场合，且能够实现直流侧电压宽范围调节，用于光伏并网系统中可以省掉电压型 PWM逆变器的升压环节，结构简单、成本低，可以很好地适应光源从弱光到强光的特性。本文着重研究了三相光伏并网电流型 PWM逆变器及其控制策略，主要包括以下几方面内容。 首先分析了三相光伏并网电流型 PWM逆变器的工作原理，建立了在三相静止坐标系下的低频模型和高频模型。提出了电流型 PWM逆变器的 SPWM调制信号的产生和分配技术，通过自然采样规则将电压型二值逻辑信号转化为电流型三值逻辑 SPWM信号，并按照最小开关原则分配零矢量。在研究光伏电池的输出特性基础上建立了光伏电池的通用仿真模型，基于该模型完成了整个系统的仿真分析。在综合比较各种最大功率点跟踪 (MPPT)算法的基础上提出变步长电导增量法。对三相光伏并网电流型 PWM逆变器的主电路参数进行了设计，详细介绍了直接电流控制策略的原理，并将这一控制策略应用于并网系统中，对整个系统进行了 PI参数设计。 在理论分析的基础上，对整个系统的硬件电路设计进行了详细的介绍，构建了一套 lkW实验样机，实验验证了上述理论分析的结果。实验结果表明将直接电流控制策略应用于三相光伏并网电流型 PWM逆变器，不仅实现了逆变器网侧电流正弦化并与网侧电压同相位，而且实现了直流侧电压宽范围调节，提高了系统动态性能，更适合于光伏并网。 本论文的研究得到国家自然科学基金项目 (基金号： 50707030)的资助。5.期刊论文 陈维 . 沈辉 . 邓幼俊 . 舒杰 . CHEN Wei. SHEN Hui. DENG You-jun. SHU Jie 光伏发电系统中逆变器技术应用及展望 - 电力电子技术 2006,40(4)光伏阵列产生的是直流电流和电压 , 而许多负载都使用交流电 , 因此需要通过逆变器把直流电变成交流电 . 随着光伏发电系统 (Photo VoltaicSystem,简称 PVS)的日益推广 , 太阳能 PVS中使用的逆变器也越来越多 . 如何用户对深入了解 PVS中的逆变器性能及正确选用逆变器也越来越重要了 . 本文分类总结了用于 PVS中的逆变器 ; 分析研究了这些逆变器在 PVS系统中的应用特点 ; 展望了 PVS中逆变器向高性能和智能化方向发展的趋势.6.期刊论文 杨水涛 . 丁新平 . 张帆 . 钱照明 . YANG Shui-tao . DING Xin-ping . ZHANG Fan. QIAN Zhao-ming Z-源逆变器在光伏发电系统中的应用 - 中国电机工程学报 2008,28(17)Z- 源逆变器由于采用独特的 X型 Z-源网络 , 可以利用逆变器桥臂直通状态实现升压功能 , 从而使单级 Z-源逆变器具有与两级并网系统相类似的性能 . 该文论述基于 Z-源逆变器的光伏并网系统在变换效率、可靠性以及成本方面的优势 , 提出了一种新的单级 Z-源逆变器并网系统两级控制策略 , 该控制策略实现了 MPPT控制和逆变器并网控制 , 使 Z-源光伏并网系统能够动态跟踪光伏电池最大功率点电压 , 输出电流与电网电压同相位 , 从而达到较高的功率因数 . 软件仿真和实验分析证明了该控制方法具有优良的动、静态特性 , 适合各种变化的天气情况.7.学位论文 茹心芹 基于 Z源逆变器的光伏水泵系统研究 2007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，提高光伏水泵系统的转换效率和可靠性是本文研究的主要方向。针对传统光伏水泵逆变系统主电路结构存在的问题，本文基于 Z源变换理论和技术，对光伏水泵主电路进行了改进，提出了一种基于 Z源逆变器的光伏水泵系统。本文对 Z源逆变器的工作原理进行了详细的说明，分析了 Z源逆变器的开关电压 / 电流应力，探讨了系统控制方法，研究了其主电路的设计，最后，通过仿真验证了以上理论研究和设计分析的正确性。全文的工作具体体现在以下几个方面：1 、对电压型 Z源逆变器的拓扑及工作原理给予了细致的分析，并就已知的 Z源逆变器可能存在的电流断续模式问题进行了说明。2 、重点分析了电压型 Z源逆变器应用于光伏水泵系统的控制方法。通过电路结构和控制目标将整个控制系统分为两个闭环结构：光伏阵列输入电压环和 Z源电容电压环。3 、对 Z源逆变器的各种 PWM调制策略进行了讨论，详细分析了应用于光伏水泵系统的 Z源逆变器调制策略，给出了各种调制策略下的 Z源逆变器的工作范围、开关电压应力和开关电流应力，为以后的逆变器主电路设计提供了依据。4 、对应用于光伏水泵系统的最大功率点跟踪 (MPPT)方法进行分析和概述。 MPPT方法主要介绍了 CVT法和 TMPPT法，给出了其控制框图，能够实现功率寻优要求。5 、给出了 Z源逆变器主电路参数的设计公式，最后，为了验证控制策略的正确性，构建了系统模型，仿真结果与理论基本吻合。8.期刊论文 苏建徽 . 茹心芹 . Su Jianhui . Ru Xinqin 基于 Z源逆变器的光伏水泵系统研究 - 太阳能学报 2009,30(5)提出了一种基于新型 Z源逆变器的光伏水泵系统 , 阐述了 Z源逆变器的工作原理及其带直通零矢量的 SVPWM控制策略 . 由于独特的 Z网络的存在 , 逆变器不会因逆变桥臂的误触发而遭到损坏 , 而且在系统不附加其它升压环节的情况下 , 输出电压仍可比输入电压高 . 系统控制方法采用光伏阵列电压和 Z源电容电压双闭环控制 , 通过阵列电压环对光伏阵列进行最大功率点的跟踪 ,Z源电容电压闭环控制的目的是稳定 Z源电容电压 , 从而对整个 Z源逆变器的可靠运行提供保证.9.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。10.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.引证文献 (5条)1. 刘飞 . 徐鹏威 . 陈国强 . 陈昌松 . 段善旭 基于 LCL滤波器的三相光伏并网控制系统研究 [期刊论文] -太阳能学报2008(8)2. 刘飞 . 陈国强 . 陈昌松 . 段善旭 三相光伏并网发电系统的设计与控制 [期刊论文] -电源技术学报 2007(3)3. 汪海宁 . 苏建徽 . 张国荣 . 丁明 具有无功功率补偿和谐波抑制的光伏并网功率调节器控制研究 [期刊论文] -太阳能学报 2006(6)4. 汪海宁 . 苏建徽 . 张国荣 . 茆美琴 . 丁明 光伏并网发电及无功补偿的统一控制 [期刊论文] -电工技术学报 2005(9)5. 汪海宁 光伏并网功率调节系统及其控制的研究 [学位论文 ]博士 2005本文链接： http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_tynxb2003z1027.aspx授权使用：兰州理工大学 (lzlgdx) ，授权号： ffc00d3f-6b7d-40e0-9396-9ebf0096fbe8下载时间： 2011年 4月 8日