毕业论文：风光互补并网型发电系统逆变器设计

传统能源带来的各种环境问题也日趋显著。

能源危机和环境问题越来越暴露出来。

寻找种绿色可再生的新型能源来替代传统能源已成为越来越迫切的世界性问题。

于此同时，世界各国先后出台了各项鼓励性政策，来推动新能源产业的发展。

能源危机煤炭石油等传统能源被人类长期开采和消耗，其全球储量正在逐年减少，但于此同时全球对能源的需求量正以每年的速度增长，根据世界能源学家提供的数据显示，目前世界上常规能源的储量，石油只能维持半个世纪，煤炭也只能维持两个世纪。

如果不能发现和建立新能源体系，能源危机将席卷全球。

资源专家呼吁石油煤炭等可贵的化石资源应该是留给子孙后代的化工原料，而不该在我们这代人手中仅仅把它作为燃料而耗尽。

环境破坏当前社会，传统能源的大量使用，全球煤炭约产生亿吨温室气体，同时大量的等有毒气体也严重威胁着大气环境质量。

地球变暖两极冰川融化海平面上升酸雨泛滥已经开威胁到了人类的生存空间。

当前人类文明的高度发展与地球环境的严重恶化已经成了对十分尖锐的矛盾。

如果不停止这种毁灭坏性发展，诸如电影中的上演的世界末日场景将不再遥远。

政策优势目前世界各国已经意识到开发和发展新能源的迫切性，美国加拿大日本欧盟等都在积极开发如太阳能风能等可再生检测标准为和，这两个通行标准对孤岛效应最大检测时间做了相关限制性规定，如表表表光伏并网系统电压异常响应周期电压最大允许响应周期上表中为检测得到的电网电压值，为电网额定电压，本设计中取我国单相交流。

工程学院毕业设计论文表光伏并网系统频率异常响应周期频率最大允许响应周期上表中为电网检测到的电网交流频率，为电网额定频率，本设计中取我国单相市电。

孤岛效应等效模型风光互补并网型发电系统是通过些列公共耦合点，经电网控制系统接入国家电网的，电网公司控制断路器来实现电网的通断切换。

孤岛效应的等效模型如图所示图防孤岛效应测试电路本设计选用具有代表性的电阻电感和电容并联作为光伏并网系统的负载，此时负载阻抗的计算阻抗公式见式。

式式中表示电路振荡频率。

系统正常工作时，逆变器的有功功率和无功功率分别如式式所示。

式式分别用表示逆变器功率与负载功率之间的差值。

则在孤岛效应之前瞬间，若，则孤岛发生后，公共耦合点的电压会发生变化。

但是，如果均为零时，计时电网全部断电，公共耦合点处的电压不会变化，无法检测到孤岛效应。

但出于电网安全考虑，必须寻找到种在任何情况下都能检测到孤岛状态的技术，因此需讨论各种用于检测孤岛效应的方法。

工程学院毕业设计论文孤岛效应的检测方法根据国内外的技术发展状况，目前检测孤岛效应的方法总体可以分为主动检测法和被动检测法两类。

被动检测主要是通过观察电网电压频率以及相位的变化来判断孤岛效应的发生。

主动检测法是指人为想逆变器的控制信号中加入微弱的电压频率或相位扰动信号，通过检测逆变器输送波形的变化来判断孤岛效应的发生。

被动检测法电网断开时，逆变系统输出端的电压由负载和并网电流决定，所以只要知道并网电压的输出电压的变化值便可以得知孤岛效应的发生。

被动检测法包括以下四种输入电压频率检测电压谐波检测相位偏移检测关键电量变化率检测。

该检测方法的具有对电网不产生干扰，输出电能质量不受影响的优点。

但被动检测方法也存在它的不足之处，如对电压谐波输出有功等电量不能直接测量，需要通过复杂的计算。

当负载和逆变器功率匹配时，存在较大的检测忙去。

检测响应时间较长，不能及时发现孤岛效应并驱动短路器断开。

因此被动检测法般用于功率变动不大，且与逆变器输出不匹配的场合。

主动检测法主动检测法可分为四大类频率偏移法电压正反馈法输出有功扰动法输出无功补偿法。

其中频率偏移检测法对纯电阻负载不存在检测忙去，而并联负载也仅仅在特定的相角区域存在忙去，检测范围广。

但由于相位的偏移，会导致输出功率不为，给电网注入谐波，影响供电质量这种检测方法般用于单相电流控制型逆变器并网检测适用于对输出电压质量要求不高，检测速度要求较快的场合。

电压正反馈检测法的设计管脚技术在于确定反馈增益，既保证在并网过程中系统稳定，又要在孤岛现象产生时破坏系统的平衡。

这种系统的优点是单项恒流控制逆变器电压反馈控制检测范围广不存在检测盲，检测孤岛效应及响应速度较快。

输出有功功率扰动法的设计思想简单可操作性强。

但如果孤岛时刻负载有功功率需求恰好等于有功功率，则系统无法检测出孤岛效应。

同时这种系统的相应速度较慢，检测时间长，输出电流受无用功功率控制，需要复杂的算法来确定具体值。

孤岛效应的检测的预期效果设定电网电压为，并网逆变器的额定功率为，输出电流峰值为，根据国际通用标准，选择电网电压品质因数为。

利用电压前馈正反馈的方法检测孤岛效应。

孤岛效应检测周期为，即，每隔个工频周期进行次孤岛检测。

模拟时发生孤岛现象。

此时按照专用标准规定，发生孤岛效应后逆变系统须在个工频周期内检测到异常并断开电网。

图为孤岛效应检测波形的预期效果。

工程学院毕业设计论文Ⅰ电网电压Ⅱ扰动信号Ⅲ点电压波形Ⅳ并网发现系统输出电流波形图孤岛效应检测预期波形图工程学院毕业设计论文结论本课题旨在通过研究并网型逆变器的电气构造检测方式控制系统等硬件结构，并通过严格的元器件筛选，提高了并网逆变系统的稳定性。

具体做了如下工作介绍了风光互补并网发电系统对逆变器的要求，分析了几种常见逆变器的组成结构及各自的优缺点，最终却的那个了内置高频变压器的双级逆变系统，即前级高频升压变电路换后级逆变电路。

这种结构克服了传统单级逆变器的缺点，具有功率密度高动稳态性能好电压失真度小变换效率高等特优点。

分析并设计了推挽式高频升压模块的电路结构工作原理，并通过精确的数据计算确定了主变换模块的各系统参数。

根据推挽电路的工作特点，选用作为前级主控芯片，并设计了电流检测电路电压检测电路偏磁检测电路使系统具有较好的过流过压保护和推挽变压器磁饱和保护功能。

对比几种不同的逆变器控制结构，确定设计电压源输入电流源输出型逆变器模式，在此基础上设计出了后级全桥逆变电路结构。

采用基于控制芯片的的软件锁相环技术对逆变主电路中的模块进行控制，使系统的输出电压满足与电网电压同频同相的要求。

设计了个采用单端反激式拓扑结构的辅助电源系统，解决了外部供电在设备和线路上的麻烦。

为了让逆变器工作在较为稳定的状态下，逆变器需具有若干保护功能如输入极性接反保护过流保护过热过载保护等。

本设计最后根据国际国内相关行业标准，对并网系统中的孤岛效应做了分析。

通过对设计的逆变器系统的电路分析和相关电路的仿真，该逆变系统具有逆变效率高动态响应快系统性能稳定电路结构合理保护功能完备等特点，生产成本上都较市面上同类产品有所降低，性能有所提高。

但是在毕业设计过程中，由于自身技术水平有限开发经验不足研发时间紧张等问题，目前设计仍停留在理论分析和模拟仿真阶段，期待进步完善和优化。

工程学院毕业设计论文致谢本毕业设计论文是在我的导师老师的悉心指导和关怀下完成的。

从课题的选择，到最后的毕业设计的最终完成，张老师始终都给予我细心的指导和不懈的支持。

张老师给我提供了大量数据资料和建议，告诉我应该注意的细节问题，细心的给我指出。

他对电工电子专业研究和对该课题深刻的见解，使我受益匪浅。

张老师诲人不倦的工作作风，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。

再次向张群老师表示衷心的感谢和崇高的敬意。

其次我要感谢工程学院，还要感谢工程学院其他老师和同学，和他们在起讨论问题使我受到很大的启发，获得了许多新知识，使我能更深刻地考虑问题。

感谢四年中陪伴在我身边的同学朋友，感谢他们为我提出的有益的建议和意见，有了他们的支持鼓励和帮助，我才能充实的度过了四年的大学生活。

同时我还要特别感谢培养我长大含辛茹苦的父母，他们在物质和精神上对我的支持和鼓励，使我可以全身心地投入到学习中去。

本文的完成也凝聚着他们无私的奉献，感谢他们对我顺利完成学业所付出的艰辛。

感谢谢谢你们，再次对关心帮助我的老师同学和朋友们表示衷心地感谢，工程学院毕业设计论文参考文献周玉柱户用风光互补正弦波逆变电源的研制周志敏，纪爱华太阳能光伏发电系统设计与应用实例，冯丽平风光互补发电系统设计与实现王翠娟，赵巧娥，张强风力发电并网逆变器的研究电力学报，赵邈，陆佳政，周任军，张红先小型风光互补并网发电系统湖南电力，赵强，崔畅风力发电系统正弦波逆变器设计电子设计工程，尹静光伏并网逆变器的研究及可靠性分析刘炳山光伏并网发电系统运行控制技术研究罗隆福，赵剑松基于的光伏并网逆变器的设计张文静光伏并网逆变器最大功率点跟踪控制的研究工程学院毕业设计论文附录附录„„附录„„图书分类号密级毕业设计论文风光互补并网型发电系统逆变器设计学生姓名学院名称数学与物理科学学院专业名称应用物理学指导教师年月日工程学院毕业设计论文工程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，是本人在导师的指导下，进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

论文作者签名日期年月日工程学院学位论文版权协议书本人完全了解工程学院关于收集保存使用学位论文的规定，即本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归工程学院所拥有。

工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。

工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，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。

论文作者签名导师签名日期年月日日期年月日工程学院毕业设计论文摘要随着工业技术生活水平的不断提升，能源供求矛盾日趋显著。

为