在能源枯竭與環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重的今天,新能源的開發(fā)與利用愈來愈受到重視。太陽能是當(dāng)前世界上最清潔、最現(xiàn)實、最有大規(guī)模開發(fā)利用前景的可再生能源之一。其中太陽能光伏利用受到世界各國的普遍關(guān)注。而太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽能光伏利用的主要發(fā)展趨勢,必將得到快速的發(fā)展。在并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)中,逆變器是系統(tǒng)中最末一級或唯一一級能量變換裝置,其效率的高低、可靠性的好壞將直接影響整個并網(wǎng)型系統(tǒng)的性能和投資。按照不同的標(biāo)準(zhǔn)光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為很多種,本文主要研究單相非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器。 文章首先概述了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展情況并分析了當(dāng)前國際金融危機(jī)對光伏產(chǎn)業(yè)的影響。其次,分析了當(dāng)前國際市場上主要的光伏逆變器產(chǎn)品的特點,概括了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中光伏陣列的配置。隨后,本文以單相全橋拓?fù)錇槟P头治隽朔歉綦x型并網(wǎng)系統(tǒng)在采用不同的PWM調(diào)制策略下的共模電流,指出了抑制共模電流需滿足的條件。對于全橋和半橋拓?fù)洌治隽瞬煌臑V波方式對共模電流抑制的影響。總結(jié)了能夠抑制共模電流的實用電路拓?fù)洳⑻岢隽艘环N能夠抑制共模電流的新拓?fù)洹Σ煌負(fù)涞膿p耗情況在文章中進(jìn)行了比較。 對于非隔離型并網(wǎng)系統(tǒng)中的逆變器易向電網(wǎng)注入直流分量的問題,首先分析了直流分量產(chǎn)生的原因及其導(dǎo)致變壓器產(chǎn)生的直流偏磁飽和現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上,總結(jié)了抑制直流分量的方法,指出了半橋拓?fù)淠軌蛞种浦绷鞣至俊τ诓⒕W(wǎng)電流的控制,工程上通常采用比例積分控制器,而比例積分控制器在理論上無法實現(xiàn)無靜差控制,因此,本文對能夠?qū)崿F(xiàn)無靜差控制的比例諧振控制器進(jìn)行了簡要分析。最后,在非隔離型1.5kW實驗平臺上對共模電流和直流分量的抑制方法進(jìn)行了驗證。
標(biāo)簽: 單相 光伏并網(wǎng) 非隔離型
上傳時間: 2013-07-30
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作為新一代直流輸電技術(shù),基于電壓源換流器的高壓直流輸電憑借其獨特的技術(shù)優(yōu)點取得了飛速的發(fā)展,并已在新能源發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、電網(wǎng)非同步互聯(lián)、無源系統(tǒng)供電、無功補(bǔ)償?shù)葓龊系玫綄嶋H工程應(yīng)用。在我國,VSC-HVDC的研究尚處于起步階段。本論文著重開展了VSC-HVDC技術(shù)的數(shù)學(xué)建模和控制策略的研究。論文的主要工作和取得的創(chuàng)新性成果如下: 1.建立了系統(tǒng)標(biāo)么值模型,分析了VSC-HVDC的運行原理和穩(wěn)態(tài)功率特性。明確了系統(tǒng)主電路參數(shù)對運行特性的影響,在此基礎(chǔ)上提出了一種功率定義下的換流電抗、直流電壓和直流電容以及頻域下的交流濾波器參數(shù)設(shè)計方法。 2.設(shè)計了一種基于無差拍控制的VSC-HVDC直接電流離散控制器。針對控制系統(tǒng)存在的VSC電壓輸出能力限制、PI控制器積分飽和現(xiàn)象和離散采樣時間延遲問題,提出了相應(yīng)的解決方法,推導(dǎo)了其電流內(nèi)環(huán)控制器與功率外環(huán)離散控制器的設(shè)計原則。 3.推導(dǎo)了換流站網(wǎng)側(cè)與VSC交流側(cè)功率節(jié)點以及換流電抗與損耗電阻上的瞬時功率方程,在此基礎(chǔ)上提出了一種換流站網(wǎng)側(cè)功率節(jié)點控制并補(bǔ)償換流電抗與損耗電阻消耗二倍頻功率的不平衡控制策略,設(shè)計了該控制策略下的雙序矢量控制器模型。同時針對傳統(tǒng)dq軟件鎖相環(huán)在電壓不平衡時鎖相速度慢的缺點,提出了一種基于前置相序分解的頻率自適應(yīng)dq鎖相環(huán),提高了不平衡控制算法的動態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)特性。 4.對VSC閥在交流電網(wǎng)低電壓故障下的過流現(xiàn)象進(jìn)行分析并提出了一種考慮正負(fù)序分量影響的指令電流限制器,保證了故障限流效果。分析比較了VSC閥電流裕度穿越法和指令電流限制器穿越法的特性,在此基礎(chǔ)上提出一種結(jié)合正負(fù)序指令電流限制器與控制模式切換的交流電網(wǎng)低電壓穿越控制方法,從而解決交流電網(wǎng)低電壓故障時系統(tǒng)穩(wěn)定與VSC過流問題。 5.在分析現(xiàn)有VSC-HVDC拓?fù)涞幕A(chǔ)上,從降低電力電子器件直接串聯(lián)數(shù)目、器件開關(guān)頻率和簡化主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三個方面出發(fā),將傳統(tǒng)直流輸電中常用的變壓器隔離式多模塊結(jié)構(gòu)引入VSC-HVDC系統(tǒng),并針對該模塊級聯(lián)式拓?fù)涮岢鲆环N系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制與模塊獨立運行相結(jié)合的新型控制策略。針對該拓?fù)湎滤投苏敬嬖诘母髂K直流側(cè)電容電壓均衡問題,提出了一種基于有功分量調(diào)節(jié)的直流側(cè)電壓控制方法。
上傳時間: 2013-06-03
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以諧波抑制,無功補(bǔ)償為主要功能的有源電力濾波器的基本理論已經(jīng)成熟,但是市場尚無成熟的諧波有源抑制產(chǎn)品,同時電網(wǎng)諧波問題日益突出,因此需要對有源電力濾波器進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究。并聯(lián)有源電力濾波器以其安裝、維護(hù)方便,成為商用化產(chǎn)品的主流。所以本文針對并聯(lián)有源電力濾波器,展開產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究。 本文研究工作首先由如下工程問題引出:并聯(lián)有源電力濾波器在補(bǔ)償辦公樓電氣負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流時,會出現(xiàn)諧波放大現(xiàn)象。辦公樓電氣負(fù)載主要是計算機(jī)、開關(guān)電源、不間斷電源、電壓型變頻器等,這些都是電壓型諧波源.本文以電容濾波型整流電路(電壓型諧波源)的分析作為切入點,基于“分段線性化”方法,對并聯(lián)有源電力濾波器補(bǔ)償電容濾波型整流負(fù)載進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)分析,得到系統(tǒng)的電流和電壓波形,進(jìn)而獲得其頻譜特性。通過本文所述穩(wěn)態(tài)分析方法,可以從理論上理解并聯(lián)有源電力濾波器補(bǔ)償電容濾波型整流負(fù)載的工作過程,對有源電力濾波器的應(yīng)用研究具有重要的理論和實際意義。 本文在分析辦公樓負(fù)載電氣特性的基礎(chǔ)上,建立了有源電力濾波器補(bǔ)償容性負(fù)載的簡化模型,依據(jù)該模型分析了負(fù)載中容性元件的電容值與諧波電流放大之間的關(guān)系;為了克服諧波放大現(xiàn)象,本文首先通過負(fù)載電流采樣環(huán)節(jié)后加裝濾波器的方式,將電流諧振頻率分量從采樣值中濾除,雖然達(dá)到了抑制諧波放大的目的,但是由于延時的引入,使得補(bǔ)償后網(wǎng)側(cè)電流畸變率(THD)急劇升高;然后根據(jù)這一思路,采用基于快速傅立葉變換(FFT)的有選擇諧波補(bǔ)償方法將電流諧振頻率分量從負(fù)載電流采樣值中濾除,使得系統(tǒng)在諧振頻率處變?yōu)殚_環(huán)控制,使系統(tǒng)穩(wěn)定。經(jīng)過對辦公樓負(fù)載的實際并網(wǎng)諧波補(bǔ)償實驗證明基于FFT的有選擇諧波補(bǔ)償方法對于抑制諧波放大是有效的。本創(chuàng)新點的研究工作對于實際工程應(yīng)用具有參考價值。 為了滿足大容量的諧波抑制要求,本文提出了模塊化有源電力濾波器并聯(lián)補(bǔ)償方案,該方案的特點是模塊化結(jié)構(gòu)及N+1冗余并聯(lián)控制策略、主從總線結(jié)構(gòu)及主機(jī)產(chǎn)生、負(fù)載電流檢測方案以及并聯(lián)均流策略。主機(jī)產(chǎn)生及負(fù)載電流檢測是這一并聯(lián)方案的突出特點,體現(xiàn)了本文的創(chuàng)新性工作。本文還對多模塊并聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行了建模和穩(wěn)定性研究;依據(jù)模塊化并聯(lián)補(bǔ)償方案,在省科技計劃重點項目的支持下,對有源電力濾波器進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化研究,從項目方案、設(shè)計、器件選型,樣機(jī)調(diào)試、滿功率運行及性能檢測、樓宇負(fù)載與工業(yè)負(fù)載的實際并網(wǎng)實驗,直至工業(yè)樣機(jī)定型,對有源電力濾波器的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究起了較大的推進(jìn)作用,支撐項目目前已經(jīng)有定型的工業(yè)化產(chǎn)品推出。 全文圍繞上述三個方面展開,章節(jié)分排如下:(1)第一章從實際應(yīng)用角度,總結(jié)闡述了有源電力濾波技術(shù)在諧波檢測、電流跟蹤控制、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三個方面的研究進(jìn)展;(2)第二章對并聯(lián)有源電力濾波器補(bǔ)償電容濾波型整流負(fù)載進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)分析;(3)第三章分析了有源電力濾波器補(bǔ)償容性負(fù)載時出現(xiàn)的諧波放大現(xiàn)象,并利用FFT方法使得系統(tǒng)在諧振頻率處變?yōu)殚_環(huán)控制,達(dá)到抑制諧波放大的目的;(4)第四章、第五章提出有源電力濾波器模塊化并聯(lián)方案,并詳細(xì)說明了模塊化并聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計和實驗;(5)第六章對全文進(jìn)行了總結(jié),并對今后的研究工作進(jìn)行了展望。
標(biāo)簽: 并聯(lián) 工程 關(guān)鍵技術(shù)
上傳時間: 2013-04-24
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蓄電池組已越來越廣泛地應(yīng)用于交通運輸、電力、通信等諸多領(lǐng)域和部門,其壽命直接關(guān)系到能源的有效利用以及相應(yīng)系統(tǒng)的整體壽命、可靠性和成本。本課題從提高電池壽命的角度研究串聯(lián)蓄電池組的充電問題,基于前人使用磁放大器作后級調(diào)整的基礎(chǔ)上,提出了一種新穎的基于開關(guān)管MOSFET后級調(diào)整和高頻母線的蓄電池組分布式單體充電方法。所有二次側(cè)電路通過高頻母線的形式共用一個一次側(cè)電路;在兼顧效率、體積和成本的前提下有效的解決了串聯(lián)蓄電池組的充電不均衡問題。 論文對采用雙管正激拓?fù)涞母哳l母線產(chǎn)生電路的設(shè)計給出了說明;同時也介紹了幾種后級調(diào)整方法及各自優(yōu)缺點。針對后級調(diào)整中的同步問題,提出了幾種產(chǎn)生同步鋸齒波的解決方案。最后利用同步脈沖產(chǎn)生電路,采用最常見的UC3843芯片,產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的同步鋸齒波,實現(xiàn)后級調(diào)整開關(guān)動作與母線方波電壓的同步。并且針對多路后級調(diào)整場合下,采取措施減小了母線電壓毛刺,同時也改善了電流采樣波形。 論文設(shè)計了一套單體3500mAh、3.7V鋰離子電池組的單體獨立充電器,以雙管正激電路為原邊電路作為主模塊,次級是以MOSFET作后級調(diào)整電路實現(xiàn)充電功能作為充電電路模塊。試驗中采用了四個充電電路模塊,同時對四個鋰離子電池單體分別獨立充電。充電電路模塊中,通過控制MOFET開關(guān),可實現(xiàn)鋰電池的恒流、恒壓充電和滿充切斷,充電電壓和充電電流可精確控制在1%以內(nèi)。該充電電路并能顯示電池充電狀態(tài),并在單體充電電路間傳遞充電狀態(tài)信號,最后反饋給母線電路以控制母線電壓輸出的開通與關(guān)斷。特別指出的是該電路的過放電檢測功能,是直接利用電池自身電壓來檢測得出電池自身是否處于過放電狀態(tài)判定信號,并在充電模塊間傳遞,最后得出蓄電池組過放電判定信號。整機(jī)有較低的待機(jī)功耗,并均使用了低成本器件,進(jìn)一步降低了成本。 論文給出了詳細(xì)的設(shè)計過程,最后通過實驗將該方案與串聯(lián)充電方案比較,驗證了該充電方案的可靠性與優(yōu)越性。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,對大功率、高性能的開關(guān)電源要求也越來越高。功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)是當(dāng)前電力電子技術(shù)研究的熱點問題。大多數(shù)電力電子裝置通過整流器與電網(wǎng)接口,而傳統(tǒng)的二極管或晶閘管整流裝置會產(chǎn)生大量的諧波電流,對電網(wǎng)造成污染。許多國家和國際組織相繼制定了一系列限制用電設(shè)備諧波的標(biāo)準(zhǔn)。有源功率因數(shù)校正技術(shù)能夠有效的消除整流裝置的諧波,因此具有廣泛的應(yīng)用前景。 本文首先分析了開關(guān)電源的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展要求,詳細(xì)地闡述了開關(guān)電源的基本構(gòu)成和基本組態(tài)。然后研究了ZVT-Boost軟開關(guān)PFC電路的基本結(jié)構(gòu)、基本工作原理及軟開關(guān)實現(xiàn)原理,在此基礎(chǔ)上確定了主電路結(jié)構(gòu),并制定了控制系統(tǒng)方案。 鑒于功率要求,本文采用兩級PFC電路。因此對常見的DC-DC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、原理特性進(jìn)行分析。并針對各自的變換器建立了簡化模型,基于所建立的模型分析了變換器的特性,列出各變換器的優(yōu)缺點及在設(shè)計開關(guān)電源時的選用原則。最后,對所設(shè)計的系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析。 本文根據(jù)用戶的要求研究設(shè)計了一種大功率高性能開關(guān)電源。該開關(guān)電源分為前級和后級,前級為采用BOOST結(jié)構(gòu)的單相有源功率因數(shù)校正電路,后級為采用移相控制軟開關(guān)技術(shù)的全橋變換器。最后研制出了實驗樣機(jī),并給出了實驗樣機(jī)的功率因數(shù)校正電路和移相全橋軟開關(guān)變換電路的實驗波形。
標(biāo)簽: BOOST 變換器 高功率因數(shù)
上傳時間: 2013-04-24
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使用二極管和晶閘管實現(xiàn)的不控和可控整流器,電流波形畸變給電網(wǎng)注入大量諧波和無功功率,造成嚴(yán)重的電網(wǎng)污染。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,人們開始研究PWM整流技術(shù)。電壓型PWM整流器具有交流側(cè)電流低諧波、高功率因數(shù)、直流電壓輸出穩(wěn)定等諸多優(yōu)點,因此,成為當(dāng)前電力電子領(lǐng)域研究的熱點課題之一。由于PWM整流器具有以上優(yōu)點,在電力系統(tǒng)有源濾波、無功補(bǔ)償、潮流控制、太陽能發(fā)電以及交直流傳動系統(tǒng)等領(lǐng)域,具有越來越廣闊的應(yīng)用前景。本論文對三相PWM整流器進(jìn)行了研究,主要完成以下工作: 首先,對PWM整流器的工作原理做了介紹,給出了三相PWM整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分析了PWM整流器的換流過程,給出了PWM整流器的數(shù)學(xué)模型,對交流側(cè)電感和直流側(cè)電容進(jìn)行了設(shè)計。 其次,對電流滯環(huán)控制、電流PI控制、空間電壓矢量控制三種控制方法分別進(jìn)行了介紹、模型搭建和仿真分析。在直流電壓的控制中加入分段PI控制,使超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)誤差限制在很小的范圍以內(nèi)。在起動過程中串接入限流電阻,使起動電流限定允許范圍以內(nèi)。 最后,在進(jìn)行了以上三種控制方式仿真后,針對電壓空間矢量控制存在的電流誤差問題,采用電流超前給定策略和基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的空間電壓矢量控制策略解決了電流誤差問題。 仿真結(jié)果表明,論文所設(shè)計的三相電壓型PWM整流器實現(xiàn)了高功率因數(shù)運行,實現(xiàn)了直流電壓的穩(wěn)定控制,解決了傳統(tǒng)意義上的整流電路中存在諧波含量大、功率因數(shù)低等問題,具有良好的工程實用價值。
上傳時間: 2013-06-16
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有源電力濾波器(Active Power Filter,簡稱 APF)是近年來治理電力系統(tǒng)諧波污染的非常有效的裝置。眾所周知,電力電子裝置和非線性負(fù)載的廣泛使用,使諧波電流和無功電流大量注入電網(wǎng),嚴(yán)重威脅電網(wǎng)和電氣設(shè)備的安全運行與正常使用,并且產(chǎn)生大量的能源浪費。隨著我國“十一五”規(guī)劃中關(guān)于建設(shè)節(jié)約型社會的戰(zhàn)略方針的提出,應(yīng)用APF進(jìn)行諧波和無功治理的研究工作將會有很廣闊的應(yīng)用前景。 本文闡述了有源電力濾波器的基本原理,介紹了當(dāng)前主要的幾種APF的分類以及電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分別對三相三線和三相四線制APF的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,建立了兩種數(shù)學(xué)模型,指出三相三線制APF在實際供電系統(tǒng)中應(yīng)用的局限性。本文介紹了三種當(dāng)前廣泛采用的電流控制方法和一種比較先進(jìn)的空間矢量控制方法。對于APF系統(tǒng)的核心--諧波檢測,本文介紹了三種諧波檢測理論,著重對本文設(shè)計的APF所采用的瞬時無功功率理論進(jìn)行詳細(xì)的理論分析,在MATLAB軟件中建立一個三相四線制基于瞬時無功功率理論的APF系統(tǒng)仿真模型,驗證瞬時無功功率理論的可行性。 在進(jìn)行大量理論分析和驗證的基礎(chǔ)上,設(shè)計一臺采用單片機(jī)和DSP雙CPU的有源電力濾波器。硬件上設(shè)計單片機(jī)的時鐘電路、仿真器接口電路;設(shè)計DSP的時鐘電路,外接存儲器擴(kuò)展電路;設(shè)計APF系統(tǒng)的電壓周期檢測電路,電流絕對值轉(zhuǎn)換電路等等。軟件上編寫單片機(jī)的主程序和中斷程序、DSP的主程序和啟動搬運程序,調(diào)試并給電進(jìn)行實際測試和實驗分析。
標(biāo)簽: 并聯(lián)型 仿真 有源電力濾波器
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:zuozuo1215
靜電除塵器是環(huán)保行業(yè)的重要設(shè)備,在工業(yè)粉塵的回收處理方面有著非常重要的應(yīng)用。課題的主要內(nèi)容是研制用于靜電除塵的高頻大功率高壓直流電源,滿足國內(nèi)市場的需要。本文從實際應(yīng)用的角度出發(fā),對該高壓直流電源進(jìn)行研究并給出了主要研制過程。 第一章首先介紹了靜電除塵器的工作原理和除塵器的電特性,然后介紹了幾種當(dāng)前工業(yè)界常用的除塵電源的供電方式,并指出了靜電除塵電源的發(fā)展方向是高頻逆變化。在分析了高頻化靜電除塵電源在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢后,結(jié)合課題的要求,提出了本文需要解決的問題。 第二章首先對逆變電路的功率變換技術(shù)進(jìn)行了分析。接著分析了除塵電源采用PWM硬開關(guān)方式的電路特性,并利用PSpice軟件進(jìn)行了仿真分析,估算出了采用這種方式開關(guān)管的損耗。然后重點分析了采用串聯(lián)負(fù)載串聯(lián)諧振和LCC串并聯(lián)負(fù)載串聯(lián)諧振這兩種諧振軟開關(guān)工作方式時的電路特性,推導(dǎo)了電路所滿足的條件。在利用PSpice軟件仿真分析的基礎(chǔ)上估算出了開關(guān)管的損耗。最后通過電路損耗和可行性的比較,選擇LCC串并聯(lián)負(fù)載串聯(lián)諧振電流斷續(xù)的軟開關(guān)工作方式應(yīng)用于大功率高頻高壓電源。 第三章首先確定了三相晶閘管可控整流,電壓型全橋IGBT逆變,高頻變壓器升壓和高壓硅堆全橋整流的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。然后給出了高壓直流電源的整流電路、逆變電路、主功率回路以及高頻升壓變壓器的設(shè)計過程。整流電路的設(shè)計包括晶閘管的選取以及交流電抗器和直流母線濾波電容的設(shè)計;逆變電路選用IGBT并聯(lián)來實現(xiàn)開關(guān)管,并詳細(xì)分析了IGBT驅(qū)動器的選擇以及在并聯(lián)形式下的應(yīng)用;主功率回路的設(shè)計主要是包括迭層母線板的設(shè)計。 第四章首先簡單介紹了高壓直流電源在靜電除塵應(yīng)用中的控制策略。然后詳細(xì)分析了各部分保護(hù)電路的工作原理。 第五章給出了樣機(jī)的實驗結(jié)果和重要波形,驗證了設(shè)計的可行性。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:碉堡1234
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,交流電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量問題受到越來越多的關(guān)注。傳統(tǒng)的整流環(huán)節(jié)廣泛采用二極管不控整流和晶閘管相控整流電路,向電網(wǎng)注入了大量的諧波及無功,造成了嚴(yán)重的污染。提高電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)以及降低輸入電流諧波成為一個研究熱點。功率因數(shù)校正技術(shù)是減小用電設(shè)備對電網(wǎng)造成的諧波污染,提高功率因數(shù)的一項有力措施。本文所做的主要工作包括以下幾部分: 1.分析了單位功率因數(shù)三相橋式整流的工作原理,這種整流拓?fù)鋸墓ぷ髟砩峡梢苑殖蓛刹糠郑汗β室驍?shù)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和常規(guī)整流網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上,為整流電路建立了精確的數(shù)學(xué)模型。 2.這種單位功率因數(shù)三相橋式整流的輸入電感是在額定負(fù)載下計算出的,當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時,其功率因數(shù)會降低。針對這種情況,提出了一種新的控制方法。常規(guī)整流網(wǎng)絡(luò)向電網(wǎng)注入的諧波可以由功率因數(shù)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)償,所以輸入功率因數(shù)相應(yīng)提高。負(fù)載消耗的有功由電網(wǎng)提供,補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)既不消耗有功也不提供任何有功。根據(jù)功率平衡理論,可以確定參考補(bǔ)償電流。雙向開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷由滯環(huán)電流控制確定。在這一方法的控制下,雙向開關(guān)工作在高頻下,因此輸入電感值相應(yīng)降低。仿真和實驗結(jié)果都表明:新的控制方法下,負(fù)載變化時,輸入電流仍接近于正弦,功率因數(shù)接近1。 3.根據(jù)IEEE-519標(biāo)準(zhǔn)對諧波電流畸變率的要求,為單位功率因數(shù)三相橋式整流提出了另一種控制方法。該方法綜合考慮單次諧波電流畸變率、總諧波畸變率、功率因數(shù)、有功消耗等性能指標(biāo),并進(jìn)行優(yōu)化,推導(dǎo)出最優(yōu)電流補(bǔ)償增益和相移。將三相負(fù)載電流通過具有最優(yōu)電流補(bǔ)償增益和相移的電流補(bǔ)償濾波器,得到補(bǔ)償后期望的電網(wǎng)電流,驅(qū)動雙向開關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷。仿真和實驗都收到了滿意的效果,使這一整流橋可以工作在較寬的負(fù)載范圍內(nèi)。 4.單位功率因數(shù)三相橋式整流中直流側(cè)電容電壓隨負(fù)載的波動而波動,為提高其動、靜態(tài)性能,將簡單自適應(yīng)控制應(yīng)用到了直流側(cè)電容電壓的控制中,并提出利用改進(jìn)的二次型性能指標(biāo)修改自適應(yīng)參數(shù)的方法,可以在實現(xiàn)對參考模型跟蹤的同時又不使控制增量過大,與常規(guī)的PI型簡單自適應(yīng)控制相比在適應(yīng)律的計算中引入了控制量的增量和狀態(tài)誤差在k及k+1時刻的采樣值。利用該方法為直流側(cè)電壓設(shè)計了控制器,并進(jìn)行了仿真與實驗研究,結(jié)果表明與PI型適應(yīng)律相比,新的控制器能提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能,負(fù)載變化時系統(tǒng)的魯棒性更強(qiáng)。
上傳時間: 2013-06-15
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逆變器作為光伏陣列和電網(wǎng)接口的主要設(shè)備,它的性能決定著整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能。為了將光伏陣列產(chǎn)生的電能最大限度地饋入電網(wǎng),并提高其運行的穩(wěn)定度、可靠性和精確度,必須對并網(wǎng)逆變器的主電路拓?fù)溥x擇、濾波器參數(shù)設(shè)計及其控制策略選取等進(jìn)行深入研究。 論文首先分析了光伏發(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用前景,對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的種類、結(jié)構(gòu)和并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了綜述。針對眾多適用于光伏并網(wǎng)的逆變器拓?fù)溥M(jìn)行了詳細(xì)的比較分析,最終確定了一臺單相滿載功率1kW、并網(wǎng)電壓220V的逆變器拓?fù)浼捌渲麟娐穮?shù),對其輸出濾波器參數(shù)進(jìn)行設(shè)計,并對其進(jìn)行了幅頻特性分析。 其次,詳細(xì)分析和研究逆變器的并網(wǎng)控制策略,確定了在獨立工作模式下的瞬時電壓控制策略和在并網(wǎng)工作模式下的瞬時電流控制策略。根據(jù)選定的控制策略分別對其控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模和閉環(huán)參數(shù)設(shè)計,并利用Sabet軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真,驗證了系統(tǒng)建模和設(shè)計的正確性。 接著,在分析光伏陣列特性的基礎(chǔ)上,總結(jié)和比較了常用的幾種MPPT(Maximum Power Point Tracking)控制方法,通過擾動觀測法對并網(wǎng)逆變器輸出電流的控制,實現(xiàn)了光伏陣列的MPPT,并給出了設(shè)計方案和實驗驗證。 最后,根據(jù)以上分析結(jié)果,研制了一臺基于DSP控制的光伏并網(wǎng)逆變器的試驗樣機(jī),并詳述了其軟硬件的設(shè)計方案,給出了相關(guān)實驗結(jié)果。
標(biāo)簽: 單相 光伏并網(wǎng) 逆變器
上傳時間: 2013-04-24
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