基于STM32F051控制的太阳能并网发电系统设计

设计了一种1kW太阳能并网发电系统,主要包括前级DC/DC升压模块和DC/AC逆变模块,整个控制的核心芯片采用ARM系列的STM32F051。前级DC/DC升压模块,主要利用全桥LLC谐振电路实现了前级电压的泵升,为后级提供了稳定的电压;后级DC/AC逆变模块,主要利用单相电压型逆变电路,其逆变控制系统采用SPWM电压电流双环控制,使并网电流与电网电压同频同相。在MATLAB/Simulink仿真环境下对全桥LLC谐振电路和单相全桥逆变电路进行仿真,得到了谐振网络两端电压、谐振电流以及电网电压、并网电流的仿真结果,为今后太阳能并网发电系统的改进和优化提供了依据。     

单相光伏并网运行控制仿真

对单相光伏并网的运行控制进行了仿真研究。给出了单相光伏并网的主电路拓扑结构,对光伏电池的特性进行了仿真研究。通过Boost升压斩波电路和改进的扰动观察法实现了光伏阵列输出的最大功率跟踪控制。在光伏并网过程中,并网逆变器采用电压电流双闭环的控制策略来实现系统并网。仿真结果表明,在不同的外界条件下,系统均能实现并网。     

两级式光伏并网系统建模及关键环节的设计

搭建了两级式光伏并网系统模型,研究其控制策略,分析光伏并网的关键技术环节。前级首先采用DC/DC升压环节,并配合MPPT(最大功率点跟踪)装置来提升光伏系统的工作效率。对传统的MPPT算法进行了改进,采用了与遗传算法相结合的电压干扰观测法,即使外界环境剧烈变化,该算法都能对最大功率点进行准确跟踪控制。后级逆变环节采用单相桥式逆变,利用PLL(锁相环)实现并网电流和电网电压同相位,针对电网电压会对并网电流造成干扰,提出了电网电压前馈补偿控制。最后利用MATLAB软件中simulink模块对模型进行仿真验证,证明了方法的可行性。     

永磁外转子风力发电机的逆变并网特性

为了提高风力发电机并网运行性能,提出一种符合大功率直驱并网永磁风力发电机要求的变流器电路拓扑结构.针对现有永磁直驱风力发电系统并网方案,设计了不可控整流、升压斩波、正弦脉宽调制SPWM逆变电路的控制方案,并对电路中升压斩波电路和SPWM逆变控制系统结构进行了重点分析.采用Matlab/Simulink软件进行系统并网仿真,结果表明,该控制方法可满足风力发电机运行的需要,证明了该方法的可行性和正确性.     

SPWM电流跟踪并网逆变控制技术研究

针对传统的正弦脉冲宽度调制（Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM）电流跟踪并网逆变控制方法的电流响应较慢,跟随误差较大,易受电网电压影响的问题,提出了一种改进的SPWM电流瞬时值跟踪控制方法.介绍了单相并网逆变主电路拓扑结构,对改进型SPWM电流控制方式进行了描述和分析,建立了并网电流闭环控制系统的数学模型.系统中运用了闭环控制模式,加入了电压前馈补偿环节,通过控制逆变系统的输出电流以跟踪市电的变化,与电网电压同频、同相.仿真结果表明,改进后的方法输出电流波形谐波畸变含量为0.26%,加入PI控制环节的调整时间为0.2 s.     

直驱型变速恒频风力发电系统建模及仿真分析

在PSCAD/EMTDC中建立了包含风速、风力机、直驱同步发电机、轴系扭振模块、变流器及其控制部分的并网直驱变速恒频风力发电系统模型,提出了基于最大风能跟踪控制结合变桨距控制的策略,研究了在变风速输入和网侧出现单相短路故障时直驱型变速恒频风力发电系统的动念响应特性,仿真结果表明了并网直驱风力发电系统模型及其控制策略的正确性和可行性.     

双级式光伏并网发电系统及其关键环节的设计

以双级式光伏并网发电系统作为研究重点,前级采用Boost升压电路,结合最大功率点跟踪(MPPT)技术提升光伏阵列的工作效率;后级为双闭环控制的三相电压型逆变电路,利用LCL滤波器减小并网电流的谐波含量。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,结果表明:在改变温度和光照强度的情况下,可实现对最大功率点(MPP)的准确跟踪控制和单位功率因数并网。     

三相光伏并网控制系统的仿真研究

通过仿真实验,分析与研究了三相光伏并网发电系统的控制策略.首先建立了太阳能电池的数学模型,采用基于干扰观测算法进行最大功率点跟踪;然后介绍了三相光伏并网发电系统的结构,并采用空间矢量SVPWM控制器对逆变器进行并网控制;最后在Matlab/Simulink软件上进行了仿真实验.结果表明,SVPWM逆变控制策略优于传统的滞环电流逆变控制策略.     

风力发电用三相Z源逆变器并网仿真研究

针对风力发电用并网逆变器的特殊要求,分析了三相Z源逆变器的工作原理,推导出固定升压比控制下的主要参数设计公式,利用Matlab/Simulink建立了带直通零矢量的SVPWM仿真模型以实现逆变器开关管通断控制,并采用d、q轴电流独立控制的并网控制策略实现以单位功率因数并网的控制目标,仿真结果验证了理论分析及仿真模型的正...     

双BUCK光伏逆变器的定频滞环电流控制研究

针对桥式电路中存在的直通问题、续流二极管的性能差所带来的功率损耗问题,提出一种双BUCK结构的逆变电路,利用定频滞环电流控制的方法,控制功率开关管的关断。通过MATLAB/SIMULINK对单相并网和三相并网仿真试验得到,双BUCK逆变电路能够实现高开关频率和系统效率,稳态和瞬态性能比传统的桥式逆变电路都有明显的改善,从而使整个光伏逆变系统更具有应用潜力。     

直驱式风力发电系统的仿真研究

对直驱式风力发电系统进行了相关研究,详细分析了风力发电系统中变换器模型,该系统由永磁直流电动机-发电机组、高功率因数整流器、全功率逆变器、滤波电路等组成,用直流电动机的端电压随时间变换引起的电机转速变化来模拟工程现场的风速变化,利用saber软件建立了整个仿真系统,并分析了整个系统中变换器的控制方式,仿真结果表明系统能够在不同风速下稳定运行,系统输出的电压近似正弦,谐波含量小,电能质量较高,同时也证明了系统模型的正确性和控制方式的有效性。     

光伏发电系统暂态特性仿真

针对光伏发电系统暂态稳定性差的问题,在PSCAD/EMTDC环境中建立了光伏发电系统的电磁暂态仿真模型,并基于该模型分析了三相短路故障和光照强度跃变等条件下光伏发电系统的暂态响应特性.研究光伏发电系统的物理模型,并建立由光伏阵列、最大功率跟踪模块、升压电路和三相并网逆变器等组成的光伏发电系统动态仿真模型.仿真对比分析了不同运行条件下的光伏逆变器输出有功功率、电压以及电流的暂态特性,结果表明逆变器输出功率和电流会随着光照强度变化而平滑地改变,短路故障则会引起电压跌落和瞬态过电流.     

风力发电并网逆变器的前馈解耦控制

研究了风力发电三相并网逆变器的前馈解耦控制.根据基尔霍夫电压定律建立了逆变器的三相静止坐标系的数学模型;通过坐标变换得出了d-q坐标系下逆变器的数学模型.给出了基于空间矢量的电流前馈控制策略,并实现了并网电流有功分量和无功分量的独立控制.研究了α-β坐标系下的直接计算法锁相.通过实验证明,采用该控制策略可以实现单位功率因数并网.     

Z源逆变器光伏发电系统变量调制范围随动的两级控制研究

Z源逆变器光伏发电系统是一种具有升/降压功能的单级系统,可以通过调节直通占空比实现前级光伏电池的最大功率跟踪（MPPT）控制,然后由逆变器调制因子m实现并网控制.提出了一种直通占空比调制范围上限随动的两级控制策略.该策略兼顾了两级控制和单级控制的优点：充分利用了直通零矢量,使逆变器的调制因子m增大,直流电压利用率高,相应的有源器件的电压应力和逆变器输出电流谐波得到很大地改善;消除了光伏电池和电网之间的影响.仿真和实验结果验证了理论分析的正确性与实用性.     

基于3电平整流器的永磁同步电机侧的研究

针对二极管箝位式3电平PWM整流电路拓扑结构和直驱型风力发电系统的特点,介绍了3电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理,建立了3电平永磁同步发电机在旋转坐标系下的数学模型,分析了电流转速双闭环控制策略,并对3电平整流器控制系统及SVPWM调制脉冲的产生进行了仿真.结果表明:3电平永磁同步电机SVPWM整流技术能够有效地控制转速,稳定系统直流电压.     

电力操作电源系统的设计

为了进一步提高操作电源的稳定性,设计了一种基于AT89S51单片机控制的UPS-220V/3A电力操作电源系统.该系统主要由整流、直流变换、智能控制三大部分组成.首先整流部分利用该电路特有的两个控制环相互作用提高输入侧功率因数;然后直流变换部分采用高频逆变电路、高频变压器以及全波整流相组合以实现稳定的直流输出;通过输入模块和显示模块,调整充电电流等级和控制充电模式并进行显示;最后控制部分利用AT89S51单片机采集信号并进行处理,通过控制高频逆变模块来控制系统的稳定以及实现输出电压的可调.该操作电源系统在市电输入时能稳定电压;当市电断开或输入异常时,可对负载进行零时间切换供电.结果显示输出电压偏差在±0.5%以内,输出纹波系数在0.1%以内,供电稳定,负载正常运行.     

风电-网电并联油田供电系统的研制

风电一网电并联油田供电系统由PICl8F4331单片机、风力发电机、控制板、逆变器、限幅负载、防雷器和三相滤波器等部分构成。系统利用风力发电机的最大功率跟踪（MPPT）技术、反孤岛技术、远程监控技术和能量回馈技术节约电能,解决“倒发电”问题,避免“大马拉小车”现象,提高泵效,增加产量。该系统具有功率因数大、效率高等特点,特别适用于偏远地区;既可以弥补风力发电实时性的不足,又可以节约市电,达到节能减排的目的。     

小型离网式风力发电系统PFC技术的研究

针对传统风力发电机输出三相交流电经不控整流时功率因数低、输出电流谐波大的问题,提出将PFC技术应用于风力发电系统的整流环节,并采用DSP为核心进行了整流、稳压环节设计,同时进行了实验测试。实验结果表明,采用PFC技术的风力发电控制系统功率因数得到较大提高,而且输出电压稳定。     

风力发电技术与系统仿真

阐述了国内外风力发电的发展现状,及风电机组大型化、变桨变速功率调节、直驱永磁发电机、海上风电等风力发电技术的研究现状,并以双馈风力发电机系统为研究对象,利用MATALAB/Simulink,建立了双馈风力发电系统仿真模型.仿真结果显示,风力发电系统的电压、电流及有功功率输出波形完全符合电力设计规范要求.     

直驱式风力发电系统并网变流器研究

直驱永磁风力发电系统中,变流器是将发电机所发的电能输送至电网的设备.建立了永磁直驱风力发电系统并网变流器数学模型,在同步旋转坐标系下,将输入功率因数改善到单位功因.同时,在三相全桥全控型直流-交流变流器电网并网下,提出了交-直轴电流闭回路控制,使永磁式同步发电机向电网提供电能.利用MATLAB/Simulink建模仿真,仿真表明设计的交-直轴电流闭回路控制,发电机能向电网稳定输送功率,其并网电流和电网电压同相位,并实现单位功率因数传递电能,验证了控制系统的可行性与有效性.