一、課題綜述及研究意義 能源是社會進步所必須的物質條件,社會的進步離不開充足的資源供應。隨著傳統能源的日漸枯竭、化石燃料帶來的環境污染和能源安全等問題的出現,尋求新型可再生能源越來越受到社會的重視。 光伏是一種清潔的可再生資源,光伏發電作為國家大力發展的新興產業,具有節能環保、低碳、可持續等優點,所以光伏行業的發展備受關注。隨著世界光伏發電技術不斷進步,光伏發電的規模也在迅速擴張,在不久的未來,光伏發電必然會取代傳統發電成為主要的能源供應。 但是目前使用的光伏并網逆變器存在穩定性差和效率不夠高的缺點,嚴重影響了光伏并網系統的可靠性和使用壽命。因此必須提高逆變器效率以及逆變器在各種環境下的穩定性,本文正是基于真個原因深入研究光伏并網逆變器設計。通過對光伏并網逆變器的工作原理分析,確定本文逆變器使用的并網控制策略,并在MATLAB中搭建仿真模型驗證該方案的可行性,最后仿真驗證逆變器在不同環境下都能實現輸出功率穩定。 二、課題擬采取的研究方法和技術路線 研究方法: (1)研究不同光伏陣列中MPPT的基本原理,對各種不同方法進行比較,最終確定本文中使用的算法。 (2)控制策略上給出電網電壓定向控制基本原理,搭建電壓電流雙閉環控制,并給出PI參數。 (3)在MATLAB中仿真分析這種控制方法,最后在MATLAB中做逆變器整體仿真模型,驗證了在外界光照環境發生變化時,所逆變器始終滿足并網要求。 三、主要參考文獻 [1] 竇偉, 徐正國, 彭燕昌,等. 三相光伏并網逆變器電流控制器研究與設計[J]. 電力電子技術, 2007, 41(1):85-86. [2] 雷元超, 陳春根, 沈駿, 等. 光伏電源最大功率點跟蹤控制方法研究[J]. 電工電能新技術, 2004, 23(3): 76-80. [3] 鄧醉杰, 王輝, 徐鋒, 等. 三相電壓型 PWM 逆變器雙閉環控制策略研究[J]. 防爆電機, 2007, 42(1): 11-14. [4] 張勝權. 三相光伏并網逆變器控制策略研究[D].哈爾濱工程大學,2013. [5] 芮騏驊, 杜少武, 姜衛東,等. 三相光伏并網逆變器SVPWM電流控制技術研究[J]. 電力電子技術, 2010, 44(4):4-5. [6] 朱煒鋒, 竇偉, 徐正國,等. 基于PI控制的三相光伏并網逆變器電流控制器設計[J]. 可再生能源, 2009, 27(2):55-58. [7] Koutroulis E, Chatzakis J, Kalaitzakis K, et al. A bidirectional, sinusoidal, high-frequency inverter design[J]. IEE Proceedings-Electric Power Applications, 2001, 148(4): 315-321. [8] Libo W, Zhengming Z, Jianzheng L. A single-stage three-phase grid-connected photovoltaic system with modified MPPT method and reactive power compensation[J]. Energy Conversion, IEEE Transactions on, 2007, 22(4): 881-886. [9] 劉波, 楊旭, 孔繁麟,等. 三相光伏并網逆變器控制策略[J]. 電工技術學報, 2012, (8):64-70. [10] Figueres E, Garcerá G, Sandia J, et al. Sensitivity study of the dynamics of three-phase photovoltaic inverters with an LCL grid filter[J]. Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 2009, 56(3): 706-717. [11] 劉立強. 三相光伏并網逆變器的研究[D]. 廣東工業大學, 2008.. [12] 胡雪峰, 韋徵, 陳軼涵,等. LCL濾波并網逆變器的控制策略[J]. 中國電機工程學報, 2012, 32(27). [13] 邱燕. 三相并網逆變器濾波及鎖相技術研究[D].南京航空航天大學,2012. [14] Beig A R, Narayanan G, Ranganathan V T. Modified SVPWM algorithm for three level VSI with synchronized and symmetrical waveforms[J]. Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 2007, 54(1): 486-494. [15] 劉芳, 龔鳴敏, 王蓉霞. 小功率光伏并網逆變器控制系統的設計[J]. 北京交通大學學報, 2003, 27(2):57-61. [16] 徐志英, 許愛國, 謝少軍. 采用LCL濾波器的并網逆變器雙閉環入網電流控制技術[J]. 中國電機工程學報, 2009, (27):36-41. [17] 劉志強. 10kW光伏并網逆變器的研制[D].北方工業大學,2011. [18] 沈國橋, 徐德鴻. LCL濾波并網逆變器的分裂電容法電流控制[J]. 中國電機工程學報, 2008, 28(18):36-41. [19] 吳春華, 陳國呈, 丁海洋,等. 一種新型光伏并網逆變器控制策略[J]. 中國電機工程學報, 2007, 27(33):103-107. [20] 劉飛, 查曉明, 段善旭. 三相并網逆變器LCL濾波器的參數設計與研究[J]. 電工技術學報, 2010, (3):110-116. [21] Mazumdar J, Batarseh I, Kutkut N, et al. High frequency low cost DC-AC inverter design with fuel cell source for home applications[C]//Industry Applications Conference, 2002. 37th IAS Annual Meeting. Conference Record of the. IEEE, 2002, 2: 789-794. [22] 李晶, 竇偉, 徐正國, 等. 光伏發電系統中最大功率點跟蹤算法的研究[J]. 太陽能學報, 2007, 28(3): 268-273. [23] 鐘杰. 光伏并網逆變器MPPT及雙閉環控制技術研究[D].西南交通大學,2013. [24] 陸磊磊. 三相光伏并網型逆變器的設計研究[D].哈爾濱工程大學,2012. [25] 張彥, 趙義術, 余蜜,等. 光伏并網逆變器電流控制技術研究[J]. 電力電子技術, 2009, 43(5):29-31.
二、畢業設計(論文)工作實施計劃 www.628tf.com (一)畢業設計(論文)的理論分析與軟硬件要求及其應達到的水平與結果 理論分析: 本課題的設計思路是由整體到局部逐步細化的方式來完成設計,首先確定出總體的設計方案,完成系統拓撲結構圖的繪制。然后設計出光伏并網逆變器的主電路部分,其主電路部分主要由太陽能電池板,逆變電路,濾波電路所組成。接著設計出逆變器控制電路,光伏并網逆變器有兩個控制電路,分別是太陽能電池的最大功率點跟蹤控制電路和逆變器控制電路。最后,根據光伏并網發電系統的組成結構,在MATLAB中搭建各個部分仿真模塊,進行仿真驗證。 |