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目前国际上学术界和工业界对太阳能逆变器进行了广泛和深入的研究,其拓扑结构各式各样。
本课题的目的为研究现有的拓扑结构,为高效稳定的拓扑的提出及应用提供依据。
同时,对于太阳能逆变器控制策略进行了定的研究。
主要研究内容包括各种拓扑结构性能工作方式分析特点比较。
控制电路设计。
最大功率点的确定。
主电路参数分析与仿真。
太阳能逆变器的控制策略光伏并网发电系统控制方案为光伏电池将太阳能转化成电能,并经串并联调节成满足逆变器需要的直流电压,经逆变器和滤波电感形成与电网电压同频同相的正弦电流,实现并网,逆变器采用正弦波脉宽调制逆变技的波形单相三阶半周调制的实现方法单相三阶半周调制实现的核心是如何计算半周正弦调制时的脉宽值为了计算方便,采用单极性规则采样法来产生波图所示为单极性规则采样示意半周波作为单相全桥逆变器的控制信号图所示为的波形,图所示为的波形到分别为开关管的驱动信号。
图的波形图阶半周调制技术,该技术兼有三阶谐波幅值小的优点,又大大降低了损耗单相三阶半周实现原理如图原理所示,它是将两相位相差度的半波正弦另半周为零分别与单极性三角波比较,得到单相三阶两种电平和三阶有十三种电平口,在个正弦周期内,四个开关管都在进行开关工作,损耗大在分析单相全桥逆变器工作特点的基础上,对传统的三阶技术进行改进,提出了单相三连接。
单相三阶半周调制技术的原理单相的产生方法般是将两相位相差。
的正弦波与三角比较,所得的波形去控制全桥开关管的通断,根据三角波的极性,可以在桥中点得到二阶只有和离般采用变压器。
在三相输出光伏发电系统中,其接地方式可参照国际电工委员会规定的非接地方式单个保护接地方式和变压器中性线直接接地。
而用电设备的外壳通过保护线与接地点金属性网,使光伏并网发电系统与周围的负载形成个电力公司无法掌握的自给供电孤岛。
防孤岛效应的关键是对电网断电的检测。
为了保证电网和逆变器安全可靠运行,逆变器与电网的有效隔离及逆变器接地技术也十分重要。
电气隔作为功率元件。
依据和标准,所有并网逆变器必须具有防孤岛效应的功能。
孤岛效应是指当电网因电气故障误操作或自然因素等原因中断供电时,光伏并网发电系统为能及时检测出停电状态并切离电,它具有较低的通态压降和较高的开关频率但随着电压升高其通态电阻增大,因而在高压大容量系统中般采用绝缘栅双极晶体管而在高压大容量系统中,般采用可关断晶闸管关频率。
在数控逆变系统中采用高速等新型处理器,可明显提高并网逆变器的开关频率性能,它已成为实际系统广泛采用的技术之同时,逆变器主功率元件的选择也至关重要。
小容量低压系统较多地使用功率场效应管逆变器的要求逆变器要与电网相连,必须满足电网电能质量防止孤岛效应和安全隔离接地个要求。
为了避免光伏并网发电系统对公共电网的污染,逆变器应输出失真度小的正弦波。
影响波形失真度的主要因素之是逆变器的开过逆变器的调节使光伏阵列输出电压趋近于最大功率点输出电压,以保证光伏阵列在最大功率点运行而获得最大电源。
常用的最大功率点跟踪方法有定电压跟踪法上山法干扰观察法及增量电导法。
电网对流输入电压适应范围内正常工作,且保证交流输出电压的稳定。
尽量减少中间环节如蓄电池等的使用,以节约成本提高效率。
光伏阵列对逆变器的要求由于日照强度和环境温度都会影响光伏阵列的功率输出,因此必须通具有合理的电路结构,严格筛选的元器件具备输入直流极性反接交流输出短路过热过载等保护功能。
具有较宽的直流输入电压适应范围。
由于光伏阵列的端电压随负载和日照强度而变化,因此逆变器必须能在较宽的直源设备,并且可以预见,各种形式的逆变器还将在不久的将来得到更将广阔的应用。
用户对逆变器的要求从光伏发电系统的用户来说,成本低效率于可靠性高使用寿命长是其对逆变器的要求。
因此,对逆变器的要求通常是传动交通运输通信电力技术等领域中的逆变主要应用,此外在工业生产医疗设备家用电器航空逆变器舰船逆变器变频电源及充电机等都会用到逆变器技术。
总之,逆变器技术已经涉及各行各业以及各种领域的电好,负载效应好,启动冲击电流小,超调量小,恢复时间快,输出稳定,纹波小等。
增加系统可靠性。
由于逆变器工作频率高控制速度快,对保护信号的反应快,从而增加了系统的可靠性。
通过以上对供电系统电气传好,负载效应好,启动冲击电流小,超调量小,恢复时间快,输出稳定,纹波小等。
增加系统可靠性。
由于逆变器工作频率高控制速度快,对保护信号的反应快,从而增加了系统的可靠性。
通过以上对供电系统电气传动交通运输通信电力技术等领域中的逆变主要应用,此外在工业生产医疗设备家用电器航空逆变器舰船逆变器变频电源及充电机等都会用到逆变器技术。
总之,逆变器技术已经涉及各行各业以及各种领域的电源设备,并且可以预见,各种形式的逆变器还将在不久的将来得到更将广阔的应用。
用户对逆变器的要求从光伏发电系统的用户来说,成本低效率于可靠性高使用寿命长是其对逆变器的要求。
因此,对逆变器的要求通常是具有合理的电路结构,严格筛选的元器件具备输入直流极性反接交流输出短路过热过载等保护功能。
具有较宽的直流输入电压适应范围。
由于光伏阵列的端电压随负载和日照强度而变化,因此逆变器必须能在较宽的直流输入电压适应范围内正常工作,且保证交流输出电压的稳定。
尽量减少中间环节如蓄电池等的使用,以节约成本提高效率。
光伏阵列对逆变器的要求由于日照强度和环境温度都会影响光伏阵列的功率输出,因此必须通过逆变器的调节使光伏阵列输出电压趋近于最大功率点输出电压,以保证光伏阵列在最大功率点运行而获得最大电源。
常用的最大功率点跟踪方法有定电压跟踪法上山法干扰观察法及增量电导法。
电网对逆变器的要求逆变器要与电网相连,必须满足电网电能质量防止孤岛效应和安全隔离接地个要求。
为了避免光伏并网发电系统对公共电网的污染,逆变器应输出失真度小的正弦波。
影响波形失真度的主要因素之是逆变器的开关频率。
在数控逆变系统中采用高速等新型处理器,可明显提高并网逆变器的开关频率性能,它已成为实际系统广泛采用的技术之同时,逆变器主功率元件的选择也至关重要。
小容量低压系统较多地使用功率场效应管,它具有较低的通态压降和较高的开关频率但随着电压升高其通态电阻增大,因而在高压大容量系统中般采用绝缘栅双极晶体管而在高压大容量系统中,般采用可关断晶闸管作为功率元件。
依据和标准,所有并网逆变器必须具有防孤岛效应的功能。
孤岛效应是指当电网因电气故障误操作或自然因素等原因中断供电时,光伏并网发电系统为能及时检测出停电状态并切离电网,使光伏并网发电系统与周围的负载形成个电力公司无法掌握的自给供电孤岛。
防孤岛效应的关键是对电网断电的检测。
为了保证电网和逆变器安全可靠运行,逆变器与电网的有效隔离及逆变器接地技术也十分重要。
电气隔离般采用变压器。
在三相输出光伏发电系统中,其接地方式可参照国际电工委员会规定的非接地方式单个保护接地方式和变压器中性线直接接地。
而用电设备的外壳通过保护线与接地点金属性连接。
单相三阶半周调制技术的原理单相的产生方法般是将两相位相差。
的正弦波与三角比较,所得的波形去控制全桥开关管的通断,根据三角波的极性,可以在桥中点得到二阶只有和两种电平和三阶有十三种电平口,在个正弦周期内,四个开关管都在进行开关工作,损耗大在分析单相全桥逆变器工作特点的基础上,对传统的三阶技术进行改进,提出了单相三阶半周调制技术,该技术兼有三阶谐波幅值小的优点,又大大降低了损耗单相三阶半周实现原理如图原理所示,它是将两相位相差度的半波正弦另半周为零分别与单极性三角波比较,得到单相三阶半周波作为单相全桥逆变器的控制信号图所示为的波形,图所示为的波形到分别为开关管的驱动信号。
图的波形图的波形单相三阶半周调制的实现方法单相三阶半周调制实现的核心是如何计算半周正弦调制时的脉宽值为了计算方便,采用单极性规则采样法来产生波图所示为单极性规则采样示意图正弦波与角波同极性为采样时刻根据三角形相似原理可得即式中为三角波周期,为正弦波周期为载波比,为幅度调制比到图单相三阶原理及采样示意图图单极性规则采样示意图本课题的主要研究内容在太阳能应用中,太阳能逆变器具有重要地应用价值。
目前国际上学术界和工业界对太阳能逆变器进行了广泛和深入的研究,其拓扑结构各式各样。
本课题的目的为研究现有的拓扑结构,为高效稳定的拓扑的提出及应用提供依据。
同时,对于太阳能逆变器控制策略进行了定的研究。
主要研究内容包括各种拓扑结构性能工作方式分析特点比较。
控制电路设计。
最大功率点的确定。
主电路参数分析与仿真。
太阳能逆变器的控制策略光伏并网发电系统控制方案为光伏电池将太阳能转化成电能,并经串并联调节成满足逆变器需要的直流电压,经逆变器和滤波电感形成与电网电压同频同相的正弦电流,实现并网,逆变器采用正弦波脉宽调制逆变技术实现。
根据电力系统准周期并列的条件,采用逆变电路的再生能源回馈电网系统并网时应同时满足以下个条件再生能源回馈电网系统中逆变器的输出电压和市电电压接近,般压差应在以内。
逆变输出频率接近市电频率,般频差不超过逆变输出电流和市电电压同相,通常此相配备的工具包数字信号处理模块与电力拖动模块。
而且中设置了动态连接库,这样使用者可以很方便利用程序来实现复杂算法。
的仿真流程图和仿真电路模块相互关系如,图仿真流程图图仿真电路模块相互关系图的基本程序有三个,是电路原理图的编辑程序,是仿真程序,而是仿真结果的图形显示程序。
仿真过程中,开关与控制单元大量使用了理想元件,其中开关控制器只要直接与开关相连即可,不需要考虑电平移动。
由于忽略了开关的杂散参数,使得电路的数据处理量大为减少,使运算速度显著提高。
由于开关元件处理上的简化,在提高仿真速度简化电路图设计过程的同时,也失去了描述开关过渡过程的
