3×20KW光伏并网发电系统的设计
摘要
随着光伏并网发电系统应用的日益广泛,人们对光伏并网发电系统供电要求不断提高,研究热点开始向数字控制技术发展。基于对光伏并网发电系统的理论依据的分析,这份学术论文是关于3×20KW光伏并网发电系统的研究,对系统布局、并网逆变器、三环控制结构以及基于DSP的控制进行了详细的设计。
此并网逆变系统采用三个单相的全桥逆变器进行组合,开关元件选用IPM智能功率模块。硬件电路的设计包括元器件的选取,基于TMS320F240对光伏逆变器进行电流、电压、最大功率点控制。设计中提出了一种基于扰动观测回探法的MPPT控制策略,孤岛效应的检测采用主动加被动的双重控制方案。
通过对实验以及运行结果的分析,验证了以上所述设计方案的合理性与实用性。
As Grid-Connected PV Power system applications increasingly widespread, the demands on the performance improvement are also increasing, and attention is turned on the digital control technique. Based on the analysis of the theoretical basis of grid-connected PV system's, this dissertation takes a study on a 3×20KW Grid-Connected PV Power system, with details of the system configuration, grid-connected converter, 3-loop control strategy, as well as the design of the DSP based controller.
The grid-connected converter system is constructed with 3 single phase full-bridge converters that use IPM as switching components. The hardware design of the main circuitry including component selection is described. TMS320F240-based controller is designed for the control of the converters to perform control strategies on current, voltage and maximum peak power tracking (MPPT), as well as the protection measures. MPPT is implemented by the strategy of disturbance observer, and Islanding is detected by the effect of active and passive power control.
The success of system design and installation is verified by the experimental and operational results.
此并网逆变系统采用三个单相的全桥逆变器进行组合,开关元件选用IPM智能功率模块。硬件电路的设计包括元器件的选取,基于TMS320F240对光伏逆变器进行电流、电压、最大功率点控制。设计中提出了一种基于扰动观测回探法的MPPT控制策略,孤岛效应的检测采用主动加被动的双重控制方案。
通过对实验以及运行结果的分析,验证了以上所述设计方案的合理性与实用性。
As Grid-Connected PV Power system applications increasingly widespread, the demands on the performance improvement are also increasing, and attention is turned on the digital control technique. Based on the analysis of the theoretical basis of grid-connected PV system's, this dissertation takes a study on a 3×20KW Grid-Connected PV Power system, with details of the system configuration, grid-connected converter, 3-loop control strategy, as well as the design of the DSP based controller.
The grid-connected converter system is constructed with 3 single phase full-bridge converters that use IPM as switching components. The hardware design of the main circuitry including component selection is described. TMS320F240-based controller is designed for the control of the converters to perform control strategies on current, voltage and maximum peak power tracking (MPPT), as well as the protection measures. MPPT is implemented by the strategy of disturbance observer, and Islanding is detected by the effect of active and passive power control.
The success of system design and installation is verified by the experimental and operational results.
引文
[1].沈辉,曾祖勤.太阳能光伏发电技术.北京:化学工业出版社,2005.8
[2].王长贵,王斯成.太阳能光伏发电实用技术.北京:化学工业出版社,2005.6
[3].沈辉,曾祖勤.太阳能光伏发电技术.北京:化学工业出版社,2005.8
[4].冯良桓,张静全.中国太阳能光伏进展.成都:西南交通大学出版社,2006.10
[5].中国电工技术学会,电工高技术丛书——太阳能光伏发电,机械工业出版社,2000
[6].王长贵等,新能源发电技术.北京:中国电力出版社.2003
[7].李俊峰.中国光伏发电商业化发展报告.北京:中国环境科学出版社,2001.3
[8].王斯成,董路影.我国太阳能发电市场发展与国际挑战,1998
[9].中国可再生能源发展项目办公室.中国光伏产业研究报告,2006.8
[10].吕绍勤等.新疆太阳能资源及经济评价,新疆人民出版社,1991.9
[11].吕绍勤等.新疆能源手册,新疆人民出版社,1995.3
[12].黄俊,王兆安.电力电子变流技术(第三版).北京:机械工业出版社,1999.12
[13].张兴,张崇巍,孙本新.采用电流寻优的MPPT光伏阵列并网逆变器的研究.太阳能学报,第2卷第3期,2001.7
[14].W.J.A.Teulings,J.C.Marpinard,A.Capel,D.O' Sullivan.A new Maximum Power Point Tracking system.0-7803-1243-0/93503.00 Q 1993 IEEE 833-838
[15].Rajib Datta and V.T.Ranganathan,.A Method of Tracking the Peak Power Points for a Variable Speed Wind Energy Conversion System.IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY CONVERSION,VOL.18,NO.1,MARCH 2003
[16].张崇巍,张兴.PWM整流器及其控制.北京:机械工业出版社.2003.10
[17].张劲松等.基于DSP的全数字化单相在线式UPS的设计.电力电子技术,2001.3
[18].张占松,蔡宣三.开关电源的原理与设计.北京:电子工业出版社,1998
[19].谢力华,苏彦民.正弦波逆变电源的数字控制技术.电力电子技术,2001.6
[20].陈伯时,电力拖动自动控制系统,北京:机械工业出版社,1992
[21].赵良炳编.现代电力电子技术基础.清华大学出版社,1995年5月第一版
[22].邱关源.电路(第四版).高等教育出版社,2001.12
[23].刘凤君.正弦波逆变器.北京:科学出版社,2002.2
[24].陈道炼.DC-AC逆变技术及其应用.北京:机械工业出版社,2003.11
[25].刘君华.现代检测技术与测试系统设计.西安:西安交通大学出版社,1999
[26].方红莲,苏彦民.基于DSP的25Hz逆变电源的研制.电力电子技术.2002.4
[27].高军等.基于PID控制和重复控制的正弦波逆变电源研究.电工电能新技术.第1期.2002
[28].何苏勤,王忠勇.TMS320C2000系列DSP原理及实用技术.北京,北京航空航天大学出版社,2003.9
[29].刘和平等.TMS320LF240xDSP结构、原理及应用.北京,北京航空航天大学出版社, 2002.4
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[31].林国荣.电磁干扰即控制.北京:电子工业出版社.2003.6
[32].高军.UPS逆变器数字化控制技术的研究,电工电能新技术,2002.1
[33].谢力华.逆变电源的数字控制技术及其并联控制策略的研究,西安交通大学博士论文,2002
[34].徐科军.信号处理技术.武汉:武汉理工大学出版社.2001.11
[35].王孝武,现代控制理论基础.北京:机械工业出版社,1998.10
[36].段善旭.模块化逆变电源全数字化并联控制技术研究.华中理工大学博士学位论文,1999
[37].程佩青.数字信号处理教程.清华大学出版社,1995年8月第二版.
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