光伏并网同步方法研究及切换电路设计

摘要

随着社会经济规模的快速发展壮大，传统能源的大规模开发与消耗引发的能源枯竭问题和环境污染问题日渐严重，人类越来越重视对绿色可再生新能源的利用和开发。新能源中，太阳能因其环保、零污染、取之不尽用之不竭等优点而进入人们的视野。光伏发电作为对太阳能利用的一种重要方法，得到了迅速的发展，并成为新能源应用领域的重点研究课题。光伏并网逆变器作为光伏并网发电系统中实现电能转换的核心装置，对整个系统的稳定性及同步效果起着关键性作用。因此，为提高光伏发电系统的效率、改善其同步效果，研究一种高效可靠的光伏并网逆变器控制方法具有极其重要的意义。
　　本文围绕LMS滤波在光伏并网发电中和线性反馈在光伏微网同步中的应用以及光伏并网发电中负载的电源切换电路的设计进行研究，主要内容如下:
　　(1)研究单相全桥光伏并网逆变器主电路拓扑结构，对Boost变换电路的原理进行了分析。详细分析了全桥逆变电路的工作原理。研究了PID同步控制算法，在此基础上实现逆变器的输出控制。
　　(2)重点研究LMS自适应滤波原理。提出了一种将LMS滤波应用在光伏并网逆变器上的方法，并基于该应用方法建立Matlab/Simulink仿真模型，仿真结果表明加入LMS滤波的光伏并网逆变系统在电流跟踪，稳态误差和总谐波失真方面的效果都得到了明显提升，提高了系统动态和稳态性能，有效地提高了光伏发电的利用率。
　　(3)详细研究了线性反馈在光伏微网同步中的应用方法，并对其进行Matlab仿真验证其效果。
　　(4)给出光伏-电网切换电路的初步设想方案，并进行硬件及软件设计，并做出实物电路。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外光伏发电产业的发展现状

1．2．1 国外光伏发电产业的发展现状

1．2．2 国内光伏发电产业的发展现状

1．3 光伏发电系统概述

1．3．1 光伏系统的分类

1．3．2 光伏并网系统的简介

1．4 本文的主要研究内容及工作

第二章 单相光伏并网逆变器及LMS滤波原理

2．1 单相光伏并网发电系统工作原理与分析

2．1．1 单相全桥光伏并网逆变器结构

2．1．2 单相全桥光伏并网逆变器前级电路(DC／DC)分析

2．1．3 单相全桥光伏并网逆变器后级电路(DC／AC)分析

2．2 最小均方(LMS)算法

2．2．1 最小均方(LMS)算法理论推导

2．2．2 LMS算法的性能分析

2．3 本章小结

第三章 LMS自适应滤波在光伏并网同步中的应用

3．1 加入LMS滤波的逆变器方法

3．1．1 LMS滤波方法在光伏并网逆变中的应用

3．1．2 Matlab建模

3．2 仿真结果

3．3 本章小结

第四章 线性反馈实现光伏微网系统逆变器的同步

4．1 线性反馈在光伏并网中的应用

4．2 仿真结果

4．3 本章小结

第五章 光伏-电网切换电路设计

5．1 硬件设计

5．1．1 总体硬件结构

5．1．2 硬件电路设计

5．2 软件设计

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

声明