三相光伏并网逆变器及其控制
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三相并网光伏发电系统的运行控制策略随着能源需求的不息增长和传统能源的逐渐枯竭,新能源的开发和利用成为当今社会进步的一个重要方向。
光伏发电作为新能源的代表之一,具有清洁、可再生和分布式等优势,逐渐成为全球能源领域的热点。
然而,与传统的火电厂相比,光伏发电面临着一些奇特的挑战,如电压波动、频率波动、功率波动等。
为了解决这些问题并确保光伏发电系统的安全可靠运行,运行控制策略成为了关键的探究方向。
2.三相并网光伏发电系统的基本原理三相并网光伏发电系统由光伏阵列、逆变器、母线接触器、变压器和电网组成。
光伏阵列将太阳能转化为直流电,逆变器将直流电转化为沟通电,并通过母线接触器将发电系统与电网相连。
变压器用于调整电压等级,确保电能的安全传输。
3.运行控制策略的目标的目标是实现光伏发电系统与电网之间的高效能量传输并确保稳定运行。
主要包括以下几个方面:(1)最大化发电效率:通过光伏阵列的精确定位、追踪设备和优化组件配置,最大化发电效率,提高光伏发电系统的经济效益。
(2)功率控制:依据电网的负荷需求和电压稳定性要求,通过调整逆变器的输出功率,保证光伏发电系统与电网之间的功率平衡,并防止电网失稳。
(3)电压控制:通过电压调整器或电压响应器,控制逆变器输出的电压,使其能够适应电网的电压变化,防止电网电压波动对系统的影响。
(4)频率控制:依据电网的频率要求,通过控制逆变器的输出频率,保持与电网同步,并防止频率波动对电网的影响。
4.运行控制策略的方法为了实现上述目标,三相并网光伏发电系统接受了多种运行控制策略:(1)最大功率点跟踪(MPPT):通过连续监测光照强度和光伏阵列输出功率,确定光伏阵列的最大功率点,从而提高发电效率。
(2)电压调制控制:通过调整逆变器的输出电压,使其能够适应电网的电压变化,保持电网电压的稳定。
(3)频率控制:通过控制逆变器的输出频率,使其与电网同步,保持电网频率的稳定。
(4)功率平衡控制:依据电网的负荷需求和电压稳定性要求,调整逆变器的输出功率,保证光伏发电系统与电网之间的功率平衡。
三相光伏并网逆变器的控制技术探究程林摘要:太阳能作为清洁能源的代表之一,近年来逐步得到重视和大量开发。
三相光伏并网逆变器是实现太阳能转换为电能的核心部件,直接关系到转换效率的好坏。
本文通过介绍光伏逆变器的发展现状与研究分析其控制技术的指标,希望能为相关企业提高光伏逆变器的装换效率提高有所帮助。
关键词:光伏逆变器;控制指标1引言光伏发电作为近些年来新型清洁能源的“新秀”,越来越受人们的青睐。
与传统能源相比,其“原材料”-太阳能可以说取之不尽用之不竭。
依靠科技手段使之能够持续高效的提供能源。
光伏逆变器控制技术直接关系到光伏发电并网能否稳定可靠运行。
因此,提高光伏逆变器的控制技术,对于光伏发电的大量开发、稳定并网具有十分重要的作用,同时,随着大量的光伏电并网,对电能的质量也能够进一步把控与提高。
2光伏逆变器并网技术的发展现状目前,我国不少企业已经研究光伏逆变器多年,具有一定的规模与竞争力,但是在质量、规模上与国外起步较早的企业还有一定的差距。
其主要体现在转换效率、结构工艺、智能化程度、稳定性等方面,大功率并网逆变器的技术还需进一步提高。
从技术角度来讲,小功率逆变器在未来的市场中具有更好的前景,高频化、高效、高可靠性、智能化程度正式未来逆变器的发展方向。
3光伏并网逆变系统及其控制指标光伏并网逆变系统的控制指标主要包括:并网电流谐波、额定输出容量、逆变器效率、功率因素、可靠性五个方面。
并网电流谐波:若逆变器输出电流包含过多谐波,不但会抑制系统工作效率,且会影响电能质量;额定输出容量:俗称功率等级。
目前光伏逆变器的通用容量一般在几百W到1000kW以上,能够用于不同的应用标准;逆变器效率:当前大功率的基本效率一般在90%以上,更高功率的效率在大于95%,小功率逆变器的效率也应不小于85%;功率因数:不同的输出功率对应不同的功率因素。
在光伏逆变器的输出有功高于额定功率的一半时,功率因数应在0.98以上,而当输出有功在额定功率的20%-50%时,功率因素应在0.95以上;可靠性:在应用时,为有效克服各类异常问题,光伏逆变器应具有完善的自动保护功能,通常有:直流过压保护、逆变器过载保护、交流短路保护、电网电压过欠频。
三相并网光伏发电系统的运行控制策略随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高,太阳能光伏发电作为一种清洁、可再生能源,正得到越来越广泛的应用。
光伏发电系统在场地选择、光伏组件选型、电站设计等方面都有其特殊要求,而光伏发电系统的运行控制策略在提高系统效率、稳定系统运行方面起到关键作用。
一、光伏系统的场地选择与光伏组件选型场地的选择和光伏组件选型是光伏系统运行控制的重要环节。
光伏电站应选在无高大建筑物、无大树阴影等因素影响的场地以保证充足的阳光照射时长和强度。
同时,光伏组件的选型也应根据阳光照射条件、温度、湿度等因素进行合理选择,以提高发电效率和系统的可靠性。
二、光伏电站设计与电流控制光伏电站设计主要包括方阵布局和组串方式的选择。
方阵布局要考虑光照条件和场地限制,以尽量减少组件间的阴影效应。
组串方式的选择关系到电站的性能和可靠性,串串式布置可以提高系统的开路电压和工作点电压稳定性,降低因光照、温度变化而带来的功率损失。
此外,光伏系统的电流控制也是运行控制的重要环节。
通过电流控制,可以实现功率最大输出或调节电池电荷状态,提高系统效率和稳定性。
三、逆变器控制策略逆变器是光伏发电系统中的核心部件,其控制策略直接影响到系统的功率输出和效率。
常见的逆变器控制策略有电压控制、功率控制和频率控制等。
电压控制策略通过控制逆变器的输出电压来实现系统功率的稳定。
功率控制策略则主要通过控制逆变器的工作点来实现系统功率的最大化。
而频率控制策略则通过控制逆变器输出的交流频率来调整光伏输出功率。
四、智能监测与故障检测光伏系统运行过程中,智能监测和故障检测是必不可少的环节。
智能监测可以通过采集数据并实时分析,了解系统的工作状态,识别异常情况,提前预警并采取相应措施。
故障检测则可以通过监测系统温度、电流、电压等参数,判断是否存在故障,并及时采取修复措施,保证系统的稳定运行和延长系统的使用寿命。
综上所述,在提高系统效率、稳定系统运行方面起到关键作用。
三相光伏并网逆变器电流控制器优化设计中文随着太阳能光伏发电技术的发展和应用,三相光伏并网逆变器作为电能的转换装置,被广泛应用于光伏发电系统中。
光伏并网逆变器的核心任务是将太阳能光电转换系统中输出的直流电能转换为交流电能,并将其与电网进行同步并网。
而在光伏并网逆变器的运行过程中,电流控制是其中至关重要的一环。
电流控制器的性能优化能够提高逆变器的工作效率、改善逆变器的可靠性和稳定性,进而提高整个光伏发电系统的发电效率。
首先,光伏并网逆变器的电流控制器需要具备高精度的电流检测和控制能力。
在光伏发电系统中,电流的检测精度直接影响到逆变器的输出功率和效率。
因此,电流控制器需要采用高精度的电流传感器来实时检测光伏电池组的输出电流,并通过算法对其进行控制。
同时,电流控制器还需要具备良好的逆变和滞环控制能力,以保证逆变器的输出电流能够稳定控制在预设范围内。
其次,光伏并网逆变器的电流控制器需要具备快速的动态响应能力。
由于光伏发电系统中太阳能的辐射强度和太阳光的角度会随着时间和天气的变化而变化,因此电流控制器需要能够迅速调整逆变器的输出电流,以适应不同环境条件下的光伏发电系统的运行需求。
同时,电流控制器还需要具备良好的动态响应能力,能够在光伏电池组发生故障或变化时,迅速调整逆变器的输出电流,以保证光伏发电系统的安全稳定运行。
最后,光伏并网逆变器的电流控制器还需要具备良好的抗干扰能力。
由于光伏发电系统常常会受到电网的谐波污染和电力电子设备的电磁干扰,因此电流控制器需要能够在这些干扰环境下正常运行,不受干扰影响。
此外,电流控制器还需要具备过流保护和短路保护等功能,以保护光伏发电系统的安全运行。
为了实现光伏并网逆变器电流控制器的优化设计,可以采用现代控制理论和方法进行研究和设计。
例如,可以采用模糊控制、神经网络控制、自适应控制等方法,以提高电流控制器的控制性能和适应性。
同时,可以利用功率电子器件和传感器等新技术,提高电流控制器的检测和控制精度。
光伏并⽹逆变器控制有哪⼏种⽅法
光伏并⽹逆变器控制主要分直接电流控制、间接电流控制、功率控制,逆变器的主电路均需要有控制电路来实现,⼀般有⽅波和正弦波两种控制⽅式,⽅波输出的逆变电源电路简单,成本低,但效率低,谐波成份⼤。
正弦波输出是逆变器的发展趋势,随着微电⼦技术的发展,有PWM功能的微处理器也已问世,因此正弦波输出的逆变技术已经成熟。
1.⽅波输出的逆变器:⽅波输出的逆变器⽬前多采⽤脉宽调制集成电路,如SG3525,TL494等。
实践证明,采⽤SG3525集成电路,并采⽤功率场效应管作为开关功率元件,能实现性能价格⽐较⾼的逆变器,由于SG3525具有直接驱动功率场效应管的能⼒并具有内部基准源和运算放⼤器和⽋压保护功能,因此其外围电路很简单。
2.正弦波输出的逆变器:正弦波输出的逆变器控制集成电路,正弦波输出的逆变器,其控制电路可采⽤微处理器控制,如INTEL公司⽣产的80C196MC、摩托罗拉公司⽣产的MP16以及MI- CROCHIP公司⽣产的PIC16C73等,这些单⽚机均具有多路PWM发⽣器,并可设定上、下桥臂之间的死区时间,采⽤INTEL公司 80C196MC实现正弦波输出的电路,80C196MC完成正弦波信号的发⽣,并检测交流输出电压,实现稳压。
电路输出端⼀般采⽤LC电路滤除⾼频波,得到纯净的正正弦波。
光伏三相逆变器工作原理
光伏三相逆变器的工作原理如下:
1. 光伏组件:光伏组件是整个发电系统里的核心部分,通过光能转换成直流电。
单片光伏电池片的电流和电压都很小,所以需要先串联获得高电压,再并联获得高电流。
2. 控制器:控制器在离网系统中使用,主要作用是控制整个系统的运行,确保电流的正常流动和稳定输出。
3. 逆变器:逆变器是实现直流电能到交流电能的转换的关键设备。
在光伏系统中,逆变器将光伏组件产生的直流电转换成交流电。
逆变器的工作原理是:首先,光伏组件将光能转换成直流电,然后直流电在逆变器的作用下转变成交流电。
最终实现用电、上网功能。
以上内容仅供参考,建议咨询专业人士获取更准确的信息。
三相光伏并网逆变器的研究一、本文概述随着全球能源结构的转型和可持续发展目标的推进,光伏发电作为清洁、可再生的能源形式,其重要性日益凸显。
三相光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心设备,其性能直接影响到光伏电能的转换效率和并网运行的稳定性。
因此,对三相光伏并网逆变器的研究具有重要的理论价值和现实意义。
本文旨在全面深入地研究三相光伏并网逆变器的关键技术、工作原理、控制策略以及并网性能优化等方面。
文章将介绍三相光伏并网逆变器的基本结构和功能,包括其主要组成部件和工作原理。
接着,将重点探讨三相光伏并网逆变器的控制策略,包括最大功率点跟踪(MPPT)技术、并网电流控制技术以及孤岛检测技术等。
文章还将分析三相光伏并网逆变器的并网性能优化方法,包括提高电能转换效率、降低谐波污染、增强并网稳定性等方面的研究。
通过本文的研究,旨在为三相光伏并网逆变器的设计、制造和应用提供理论支持和实践指导,推动光伏发电技术的进步和发展,为实现全球能源可持续发展做出贡献。
二、三相光伏并网逆变器的基本原理三相光伏并网逆变器是将光伏电池板产生的直流电能转换为符合电网要求的三相交流电能并直接馈送到电网的电力电子设备。
其基本原理涉及电能转换、功率控制、并网同步以及电能质量控制等多个方面。
光伏电池板在光照条件下产生直流电能,这个直流电压和电流随光照强度和环境温度的变化而变化。
三相光伏并网逆变器的主要任务是将这种不稳定的直流电能转换为稳定的三相交流电能。
在转换过程中,逆变器首先通过功率变换电路将直流电能转换为高频交流电能。
功率变换电路通常由多个开关管组成,通过控制开关管的通断,实现对直流电能的斩波和控制。
高频交流电能经过滤波电路滤波后,变为平滑的交流电能。
接着,逆变器通过并网控制电路实现与电网的同步,并将转换后的交流电能馈送到电网。
并网控制电路通过检测电网的电压和频率,控制逆变器的输出电压和频率与电网保持一致,从而实现并网。
三相光伏并网逆变器还具备电能质量控制功能。
浅析三相光伏并网逆变器的控制技术作者:胡品来源:《山东工业技术》2015年第13期摘要:作为光伏并网系统的关键组成部分,三相光伏并网逆变器的良好控制对于保证光伏并网系统能量转换的有效性具有重要作用。
本文首先介绍了三相光伏并网逆变器的控制指标,然后具体探讨了三相光伏并网逆变器的控制策略及技术,以期为相关技术与研究人员提供参考。
关键词:三相光伏并网逆变器;控制;技术作为太阳能利用的一种有效方法,太阳能光伏发电是利用太阳能电池将光能转变成电能的发电手段。
太阳能光伏发电可克服原材料、能源资源及应用环境的约束,且能依靠技术进步成为一项重要的可再生能源技术。
在光伏并网发电系统内,光伏并网逆变器主要用于系统的能量转换,其控制策略将直接决定整体光伏并网系统能否良好运行。
因此,加强有关三相光伏并网逆变器的控制研究,对于改善光伏并网系统运行质量具有重要作用。
1 三相光伏并网逆变器控制指标(1)并网电流谐波:若逆变器输出电流包含过多谐波,不但会抑制系统工作效率,且会影响电能质量。
所以,依据有关标准,光伏并网逆变器在设定功率下,电流总谐波畸变率应控制在5%以下,而奇次谐波的畸变率应在4%以下,偶次谐波的畸变率应在2%以下。
(2)额定输出容量:也就是功率等级。
当前光伏逆变器的通用容量一般在几百W到1000kW以上,能够用于不同的应用标准。
(3)逆变器效率:当前大功率的基本效率一般在90%以上,更高功率的效率在大于95%,小功率逆变器的效率也应不小于85%[1]。
(4)功率因数:在光伏逆变器的输出有功高于额定功率的一半时,功率因数应在0.98以上,而当输出有功在额定功率的20%~50%时,功率因素应在0.95以上。
(5)可靠性:在应用时,为有效克服各类异常问题,光伏逆变器应具有完善的自动保护功能,通常为:1)直流过压保护:在直流侧输入电压大于逆变器高限直流电压时,逆变器应避免启动或中止运行,且应输出报警提示,在直流侧电压降低至合理范围后,逆变器应能恢复启动。
基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器设计一、本文概述随着全球对可再生能源的需求不断增长,光伏技术作为清洁、可持续的能源形式之一,已在全球范围内得到广泛应用。
三相光伏并网逆变器作为光伏系统的核心设备,其性能直接影响到光伏系统的发电效率和电能质量。
电流控制器作为三相光伏并网逆变器的重要组成部分,对于实现光伏系统的高效、稳定运行具有关键作用。
因此,研究并设计高效的三相光伏并网逆变器电流控制器具有重要意义。
本文旨在探讨基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器的设计。
PI控制作为一种常用的线性控制方法,具有结构简单、稳定性好、调节速度快等优点,在电力电子领域得到了广泛应用。
本文将首先介绍三相光伏并网逆变器的基本原理和结构,然后详细阐述基于PI控制的电流控制器设计过程,包括控制策略的选择、控制器的参数设计以及稳定性分析等。
通过实验验证所设计的电流控制器的有效性,并对其性能进行评估。
通过本文的研究,旨在提供一种基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器的设计方法,为光伏系统的优化和升级提供理论支持和技术指导。
本文的研究成果也有助于推动光伏技术的进一步发展,为实现全球能源结构的绿色转型做出贡献。
二、光伏并网逆变器基本原理光伏并网逆变器是太阳能光伏发电系统中的关键设备,其作用是将光伏电池板产生的直流电能转换为交流电能,并与公共电网同步连接,实现电能的并网供电。
光伏并网逆变器的基本原理可以分为以下几个步骤。
光伏电池板的工作原理:光伏电池板利用光电效应,将太阳光能直接转换为直流电能。
当太阳光照射到光伏电池板表面时,光子与电池板中的半导体材料相互作用,导致电子从原子中逸出,形成光生电流。
直流-直流(DC-DC)变换器:由于光伏电池板输出的直流电压随着光照条件和温度的变化而变化,因此需要通过DC-DC变换器将其转换为稳定的直流电压。
常见的DC-DC变换器有升压型(Boost)、降压型(Buck)和升降压型(Buck-Boost)等。
三相光伏并网逆变器及其控制D中原工学院学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
论文中除了特别加以标注和致谢的地方外,不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。
其他同志对本研究的启发和所作的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。
本人学位论文与资料若有不实,愿意承担一切相关的法律责任。
学位论文作者签名:年月日中原工学院学位论文知识产权声明书本人完全了解中原工学院有关保护知识产权的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于中原工学院。
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学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密论文待解密后适合本声明。
学位论文作者签名:指导教师签名:年月日年月日中原工学院硕士学位论文摘要三相光伏并网逆变器及其控制专业:控制理论与控制工程硕士生:严攀指导教师:王晓雷教授摘要光伏并网发电过程是将直流电变为交流电并将能量输送给电网,逆变器是太阳能电池和大电网连接的核心设备,它的稳定性和可靠性决定了输送电能的质量,为了提高发电质量,需要对系统的硬件和软件做深入的分析。
本文对这两个方面都做出了比较详细的数学推导,并进行了理论仿真,然后在此基础上搭建了硬件平台,对这些算法进行了初步的验证,给出了相应的实验结果。
首先,本文对光伏阵列的结构进行了分析,并搭建了阵列的仿真模型,从仿真模型的P—U曲线可以看出阵列存在最大输出功率,并在此基础之上就最大功率跟踪问题做出了深入思考,在传统的算法基础之上提出了一种算法,仿真表明该算法比传统算法具有更好地跟踪效果。
接着,本文对逆变器的拓扑结构做出了说明,并选择了单级式的拓扑结构作为本文研究对象。
对于L型和LCL型的滤波器结构而言,其数学模型是不同的,并网电流的控制算法也要做相应的改变。
论⽂赏析:三相光伏并⽹逆变器控制策略的研究论⽂赏析:三相光伏并⽹逆变器控制策略的研究描述:没有⽂件说明附件:( 432 K )三相光伏并⽹逆变器控制策略的研究.pdf下载次数(0)看过之后受益匪浅,推荐给众旺友阅读。
本⽂对光伏并⽹逆变器⼏种常⽤的控制策略进⾏了论述,给出了⽮量控制框图及其原理和特点进⾏了分析,指出了其中存在的⼀些问题和缺点。
虽然并⽹逆变器的控制策略已有很⼤的发展,但还有⼀些问题没有得到满意的解决。
未来的光伏并⽹逆变器的控制策略不能单纯依赖⼀种控制策略,应综合考虑现代智能控制、传统控制策略和多种控制策略相结合,形成可靠、简单、坚强、⾼效的控制⽅式。
0 引⾔太阳能光伏发电的⼴泛应⽤,使得并⽹逆变器的研究成为热点。
在光伏并⽹发电系统中,光伏并⽹逆变器是光伏发电系统并⽹控制能量转换与控制的核⼼。
良好的并⽹逆变器控制策略,是实现⼤容量光伏电站并⽹的保证。
并⽹逆变器作为可再⽣能源发电系统与电⽹的接⼈⼝,在并⽹发电中起到关键作⽤。
对此,研究⽤于并⽹逆变器的控制⽅法具有重⼤意义和⼴阔前景。
光伏并⽹逆变器有多种控制⽅法,⽆论采⽤何种控制⽅法,其控制⽬的都是⼀样的,即要保证控制的稳定性、快速性和准确性。
本⽂对并⽹逆变器的内环控制策略进⾏了详细阐述。
以三相并⽹逆变器为控制对象,简述各种并⽹控制策略原理,介绍⼏种可取的控制策略及各⾃特点,着重讨论光伏并⽹逆变器双环控制策略内环中基于电流闭环和功率闭环的控制策略,展望未来的发展趋势和⾛向。
l 三相光伏并⽹逆变器拓扑结构和原理光伏并⽹逆变器本质是有源逆变,其作⽤是将光伏电站输出的直流电能通过调压、逆变后,将符合电⽹要求的交流电馈送给电⽹。
光伏并⽹逆变器分为隔离型、⾮隔离型逆变器。
隔离型包含⼯频、⾼频;⾮隔离型包含单级、多级⼏种类型。
双级型光伏并⽹发电系统如图1所⽰。
⼀般,前级DC/DC变换器和后级DC/AC变换器之间均设置⼀个⾜够容量的直流滤波电容。
直流滤波电容在缓冲前、后级能量变化的同时也起到了前、后级控制上的解耦作⽤。
三相并网光伏发电系统的运行控制策略光伏发电是利用太阳能发电的一种清洁能源,具有可再生、环保、分布式等特点。
为了实现光伏发电系统的高效稳定运行,需要运用合理的控制策略来调节系统的电压、频率和功率等参数。
本文将对进行探讨。
一、三相并网光伏发电系统的基本原理三相并网光伏发电系统由光伏电池阵列、逆变器、电网和负载组成。
光伏电池阵列负责将太阳能转化为直流电,逆变器则将直流电转换为交流电,并通过电网供给给负载及电网。
系统的运行控制策略主要包括对逆变器的控制和电网连接的实现。
二、逆变器的控制策略逆变器的控制策略决定了光伏发电系统的功率输出质量和稳定性。
常见的逆变器控制策略有以下几种:1. 基于电压的控制策略基于电压的控制策略是根据电网的电压变化来调节逆变器的输出功率。
当电网电压偏低时,逆变器会提高输出功率;当电网电压偏高时,逆变器会降低输出功率。
这种控制策略能够使光伏发电系统与电网保持良好的电压匹配,提高系统的稳定性。
2. 基于频率的控制策略基于频率的控制策略是根据电网的电频变化来调节逆变器的输出功率。
当电网电频偏低时,逆变器会减小输出功率;当电网电频偏高时,逆变器会增大输出功率。
这种控制策略能够使光伏发电系统与电网保持良好的频率匹配,提高系统的稳定性。
3. 基于功率因数的控制策略基于功率因数的控制策略是通过调节逆变器的功率因数来调节输出功率。
当电网功率因数较低时,逆变器会降低输出功率以提高功率因数;当电网功率因数较高时,逆变器会增加输出功率。
这种控制策略能够使光伏发电系统与电网保持良好的功率因数匹配,提高系统的稳定性。
三、电网连接实现的策略为了实现光伏发电系统与电网的连接,需要采用适当的电网连接实现策略。
常见的策略有以下几种:1. 直接并网直接并网是将逆变器的交流端口与电网直接连接,通过电网将光伏发电系统的电能供给给负载及电网。
这种策略简单易行,但对电网的影响比较大,需要经过严格的电网接入测试和认证。
2. 并网发电桥接并网发电桥接是在光伏发电系统与电网之间设置一个发电桥接装置,通过该装置将光伏发电系统的电能发给电网。
三相光伏并网逆变器的研制及并网控制策略研究的开题报告1. 研究背景随着能源需求的增加和环境问题的日益突出,光伏发电系统已成为可再生能源领域的重要研究对象。
光伏发电系统包括光伏阵列和光伏逆变器两个部分,其中光伏逆变器是实现太阳能直流发电与交流电网连接的核心设备之一。
目前常见的光伏逆变器为单相逆变器,然而在大功率应用场景下,为实现更高的效率和可靠性,研究三相光伏并网逆变器是十分必要和迫切的。
另外,针对光伏并网逆变器的并网控制策略也是应对新能源电力系统日益增多、分布式发电不断增加的关键技术。
优秀并网控制策略能够提高光伏发电系统的输出功率,增强系统的可靠性以及提高系统响应速度。
2. 研究目标本研究目的是研制一款高效稳定的三相光伏并网逆变器,并研究相应的并网控制策略。
具体目标如下:(1)研制一款基于硬件控制器的三相光伏并网逆变器,实现高效、稳定的电力转换。
(2)针对光伏发电系统的特点,在建立三相逆变拓扑电路的基础上,优化控制算法,提高光伏逆变器的性能以及稳定性。
(3)针对并网控制问题,研究一种有效的控制策略,提高光伏发电系统的输出功率和响应速度,以及增强系统的可靠性。
3. 研究内容和方法(1)硬件设计:利用硬件控制器设计三相光伏并网逆变器电路,包括逆变器拓扑结构和控制电路。
(2)控制算法设计:在硬件基础上,根据光伏发电系统特点,设计合适的控制算法以保证逆变器的稳定运行。
(3)并网控制策略研究:研究并网控制问题,包括功率控制、电压、电流控制等方面,设计适应于光伏发电系统的并网控制策略。
(4)实验验证:通过实验验证所研制的三相光伏并网逆变器的稳定性和效能,以及并网控制策略的有效性。
4. 预期成果(1)研制一款高效、稳定的三相光伏并网逆变器。
(2)优化光伏发电系统控制算法,提高系统的性能和稳定性。
(3)设计一种适应于光伏发电系统的并网控制策略。
5. 研究意义本研究的成果对于提升光伏发电系统的性能和稳定性,提高系统的输出功率和响应速度,保障光伏发电的质量与稳定性,具有十分重要的意义。
三相光伏并网逆变器及控制系统的设计摘要:本文介绍了基于L型滤波器三相光伏并网逆变器的主电路拓扑结构。
在该拓扑结构数学模型的基础上,设计了三相光伏并网逆变器双闭环控制系统的结构。
选择电压电流双闭环PI控制及SVPWM调制策略,通过实验分析验证系统的可靠性和实用性。
关键词:逆变器;PI控制;SVPWM0引言现在新能源的开发与使用逐渐受到了世界各国的关注,解决新能源需求、环境保护及经济发展之间的互锁关系日益成为世界各国的头等难题。
太阳能作为技术含量最高、最有发展前景的新能源,具有普遍、无害性、巨大以及长久等优点[1-3]。
太阳能发电系统包括光伏电池发电装置与变换器装置,系统输出的电能供给用户负载使用。
而并网逆变器作为光伏并网发电的核心,对其进行控制策略的研究具有很高的现实意义[4-6]。
本文以两级式非隔离三相并网逆变器的拓扑结构为研究对象,分析了太阳能光伏电池的数学模型和输出特性,然后对双闭环并网控制系统及逆变调制策略进行研究,最后进行实验,验证了理论的正确性。
1光伏并网逆变器的系统结构本文采用L型滤波器实现并网逆变器与电网的连接。
如图1所示为三相并网逆变器的拓扑结构图,其中ea、eb、ec为三相配电网电压,中性点为O点,逆变器交流侧输出电流为ia、ib、ic,逆变器输出交流和配电网侧等效电感为L,等效线路电阻为R,三相全桥拓扑结构3个桥臂的中点输出电压为Ua、Ub、Uc,T1~T6为IGBT开关管器件,C为输入直流侧滤波与稳压电容,Udc为输入直流侧电压,idc为直流母线侧电流。
3 总结通过研究单级式三相太阳能光伏并网逆变系统,建立了基于L型滤波器的并网逆变器的拓扑结构。
设计了电压电流双环控制方式,并验证了理论研究的正确性以及可行性。
参考文献:[1] 王宏伟. 基于DSP的光伏并网逆变器的开发研究[D].天津大学,2010.[2] 蒋莉萍. 中国光伏——2014及未来发展[J].电气时代,2015,1(1):62-65.[3] 章激扬,李达,杨苹等. 光伏发电发展趋势分析[J].可再生能源,2014,32(2):127-132.[4] 柴园. 基于软件锁相环的并网型单相光伏逆变器的研究[D].东南大学,2013.[5] 曹志怀. 并网型太阳能光伏发电系统研究[D].西南交通大学,2012.[6] 丁明,王伟胜,王秀丽等. 大规模光伏发电对电力系统影响综述[J].中国电机工程学报,2014,34(1):1-8.[7].刘钢. 分布式电源并网逆变器控制及孤岛检测方法研究[D].重庆大学,2012.[8] N. Ammasai Gounden,Sabitha Ann Peter,Himaja Nallandula et al. Fuzzy.logic controller with MPPT using line-commutated inverter for three-phase grid-connected photovoltaic systems. ELSEVIER Renewable Energy,2009:909-915.[9] Gyeong-Hun Kim,Chulsang Hwang,Jin-Hong Jeon et al. A novel three-phase four-leg inverter based load unbalance compensator for stand alone microgrid. ELSEVIER Electrical Power and Energy Systems,2015:70-75.。
三相并网光伏发电系统的运行控制策略三相并网光伏发电系统的运行控制策略随着人们对可再生能源的需求日益增加,光伏发电系统作为一种清洁、绿色的能源利用方式,得到了广泛关注和应用。
为了提高光伏发电系统的效率和稳定性,运行控制策略成为了关键的问题。
本文将探讨三相并网光伏发电系统的运行控制策略。
为了实现三相并网光伏发电系统的运行控制,我们首先需要了解该系统的基本构成。
三相并网光伏发电系统由光伏组件、直流-交流逆变器、变压器以及电网等组成。
其中,光伏组件负责将太阳能转化为直流电能,直流-交流逆变器将直流电能转化为交流电能,而变压器用于将光伏系统产生的电能与电网进行耦合。
针对三相并网光伏发电系统的运行控制,主要包括功率控制和电压控制两个方面。
功率控制是指根据光伏组件的输出功率和电网的需求功率,在保证系统稳定运行的前提下,调节直流-交流逆变器的工作状态,使得输出功率与需求功率匹配。
而电压控制是指根据电网的电压波动情况,通过调节直流-交流逆变器的输出电压,使其与电网的电压保持一定的差值范围内。
在功率控制方面,一种常见的策略是最大功率点跟踪(MPPT)策略。
该策略通过不断调节光伏组件的工作点,使其输出功率达到最大化。
目前常用的MPPT算法有恒压恒流法、模糊控制法、改进的摆动策略等。
这些算法可以根据实际情况选择,以实现最大化功率输出。
电压控制方面,常用的策略是无功功率控制。
该策略通过调节直流-交流逆变器的无功功率输出,使得系统的电压与电网的电压保持在一定的范围内。
无功功率控制可以根据电网的需求进行调整,以保持系统的稳定性和可靠性。
除了功率控制和电压控制,三相并网光伏发电系统还需要考虑到对电网的影响。
由于光伏发电系统的随时可用性和可再生性,它们的功率波动会影响到电网的稳定性。
因此,需要制定相应的策略,如削峰填谷策略、功率平衡策略等,来减小光伏发电系统对电网的影响。
总的来说,三相并网光伏发电系统的运行控制策略旨在提高系统的效率和稳定性,同时减小对电网的影响。
三相光伏并网逆变器研发与智造专业:控制理论与控制工程在职研究生:张秀云(上海红申电气有限公司工程师)指导教师:刘一鸣(教授级高工)摘要光伏并网发电过程是将直流电变为交流电并将能量输送给电网,逆变器是太阳能电池和大电网连接的核心设备,它的稳定性和可靠性决定了输送电能的质量,为了提高发电质量,需要对系统的硬件和软件做深入的分析。
本文对这两个方面都做出了比较详细的数学推导,并进行了理论仿真,然后在此基础上搭建了硬件平台,对这些算法进行了初步的验证,给出了相应的实验结果。
首先,本文对光伏阵列的结构进行了分析,并搭建了阵列的仿真模型,从仿真模型的P—U曲线可以看出阵列存在最大输出功率,并在此基础之上就最大功率跟踪问题做出了深入思考,在传统的算法基础之上提出了一种算法,仿真表明该算法比传统算法具有更好地跟踪效果。
接着,本文对逆变器的拓扑结构做出了说明,并选择了单级式的拓扑结构作为本文研究对象。
对于L型和LCL型的滤波器结构而言,其数学模型是不同的,并网电流的控制算法也要做相应的改变。
对于电压型逆变器,本文采用直接电流控制,分别对滞环控制和三角波比较控制做出了分析。
特别地,对于LCL型滤波器在同步坐标系下因其复杂的解耦,本文引入了PR控制,搭建了matlab仿真对上述算法进行了仿真和对比分析。
最后,本文就L,LCL滤波器还有采样电路进行了理论计算,搭建了实验平台,用TMS320F2812做核心控制器对理论算法进行了初步的验证,给出了实验波形。
关键词:光伏并网发电最大功率点跟踪直接电流控制PR控制红申电气Three-phased Photovoltaic Grid-connected Inverter And ControlSpeciality: Control Theory and Control EngineeringName: Zhang Xiu yunSupervisor: Professor Wang XiaoleiAbstractThe photovoltaic power generation process is making the direct current to the alternating current and transmissing to the grid, the inverter is the core equipment of the connection between solar cells and grid, its stability and reliability determine the quality of the electrical energy transmission.In order to improve the quality of power generation, a in-depth analysis on hardware and software of the system have done. This paper have made a more detailed mathematical derivation and theoretical simulation on these two aspects, have also made a preliminary validation of these algorithms and given the corresponding experimental results on a hardware platform.First, this paper analyzes the structure of the photovoltaic array, then builds a simulation model of the PV array. The exist of maximum output power of the P-U curve can be seen from the simulation model, a deep thinking of the maximum power point tracking also have done on this basis, and proposes a new algorithm simulation shows that has a better tracking results compared with the traditional algorithm.Then, this paper describes the topology of the inverter, and selects single-stage topology as a research object. For L-and LCL-filter structure, the mathematical model is different, and the net current control algorithms also need to do the appropriate change. In this paper,direct current control is used on voltage source inverter, and respectively analysises hysteresis control and the triangle wave comparing control. In particular, because decoupling of the LCL type filter in the synchronous coordinate system is complicated, this paper introduces PR control, sets up a matlab simulation to simulate and give comparative analysis of the above algorithm.Finally, this paper gives theoretical calculations of the L-and LCL-filter and sampling circuit, builds an experimental platform using TMS320F2812 as core controller to do a preliminary validation of the theoretical algorithm, and gives the experimentalwaveforms.Key words:Grid-connected Photovoltaic Power;Maximum Power Point Tracking;Direct current control;PR control目录1.绪论 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2太阳能发展的最新动态 (1)1.3简述太阳能电池的分类 (1)1.4我国太阳能资源 (2)1.5太阳能光伏发电系统的其他应用 (2)1.6本文的所做的工作 (3)2.光伏阵列的电气特性 (4)2.1太阳能电池的基本原理 (4)2.2光伏阵列的建模和特性分析 (4)2.2.1 光伏阵列的数学模型 (4)2.2.2不同光照强度下光伏阵列的的I—U及P-U特性特征曲线 (6)2.2.3不同温度下光伏阵列的I—U及P-U特性特征曲线 (7)2.3最大功率点控制策略及仿真 (8)2.3.1固定电压法(C&T) (8)2.3.2扰动观测法(perturb&observe algorilhms, P&O) (8)2.3.3电导增量法(Incremental Conductance) (8)2.3.4 牛顿插值算法(Newton method) (9)2.4本章小结 (14)3.三相单级式光伏并网逆变器的控制策略 (15)3.1光伏并网逆变器电力质量技术要求 (15)3.2光伏并网逆变器拓扑结构 (15)3.2.1 并网逆变器拓扑结构分类 (15)3.2.2 本系统的拓扑结构以及分析 (16)3.3三相单级式光伏并网逆变器的工作原理 (19)3.3.1 三相半桥L型滤波器数学模型 (19)3.3.2三相半桥LCL型滤波器数学模型 (22)3.3.3 并网电流控制技术 (24)3.3.4并网逆变器算法的仿真及其分析 (25)3.4本章小结 (36)4.光伏并网逆变器主电路的搭建 (37)4.1霍尔传感器的使用 (37)4.2光伏并网逆变器采集部分的设计 (38)4.2.1 电压采样和电流采样调理 (38)4.2.2 用于捕获口的过零检测电路 (43)4.3IGBT驱动及保护电路的实现 (44)4.3.1 驱动电路 (44)4.3.2 过流、过压、过温及短路保护 (44)4.4本章小结 (46)5.基于DSP2812并网逆变器的实现 (47)5.1开环SPWM波的DSP实现 (47)5.2开环SVPWM波的DSP实现 (49)5.3定时滞环PWM波的DSP实现 (51)5.4DSP的AD采集的实现 (51)5.5关于锁相功能的思考与实现 (52)5.6数字PI控制器、PR控制器 (53)5.6.1数字PI控制器的DSP实现 (53)5.6.2数字PR控制器的DSP实现 (55)5.7实验结果 (56)5.8本章总结 (57)6.总结与展望 (58)6.1总结 (58)6.2展望 (58)参考文献 (59)附录:研究生阶段发表论文 ·············································错误!未定义书签。
致谢·········································································错误!未定义书签。