隨著能源的緊張和環境污染日益嚴重,開發和利用太陽能已受到越來越多的重視。通過光伏并網發電系統將太陽能轉換為電能,并將電能輸送到電網上,是太陽能利用的主要形式。 本文對光伏并網發電系統的控制策略進行了深入的研究。首先,分析了太陽能電池發電的基本原理,得出了太陽能電池的等效模型,通過分析太陽能電池的I-V特性,可以看出太陽能電池是一非線性電源,而且輸出電能受環境溫度和光照強度的影響,為了使太陽能電池能夠最大效率地將太陽能轉化為電能,需要對其進行最大功率點跟蹤。通過分析和對比各種最大功率點跟蹤方法的優缺點,采用了改進擾動觀察法結合BOOST升壓電路來對電池板進行最大功率點跟蹤的方案。其次,分析對比并網電流的各種控制方式,確定采用滯環比較方式對并網電流進行控制,為了使并網電流穩定可靠地向電網送電,采用雙閉環控制策略對并網逆變器進行控制,使逆變器輸出電流能與電網電壓同頻同相,以單位功率因數向電網輸電。最后,對光伏并網發電系統的孤島效應進行了研究,介紹了各種孤島檢測方法,分析了基于正反饋的主動移頻式孤島檢測方法(AFDPF)的參數優化方案,為AFDPF檢測盲區的分析提供理論依據。 本文在MATLAB/Simulink仿真環境下,利用SimPowerSystems功能模塊建立了仿真模型,對太陽能電池板的數學模型,最大功率點跟蹤控制策略,并網控制策略進行驗證仿真。仿真結果證明了本文的方案和控制策略的正確性。
上傳時間: 2013-07-14
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隨著全球能源危機和環境污染問題的日益嚴重,開發利用清潔的可再生能源勢在必行。太陽能是當前世界上最清潔、最現實、大規模開發利用最有前景的可再生能源之一。其中太陽能光伏利用受到世界各國的普遍關注,而太陽能光伏并網發電是太陽能光伏利用的主要發展趨勢,必將得到快速的發展。此外,高性能的數字信號處理芯片(DSP)的出現,使得一些先進的控制策略應用于光伏并網逆變器成為可能。本論文就是在此背景下,對太陽能并網發電系統中的核心器件并網逆變器進行了較為深入的研究,具有重要的現實意義。 太陽能光伏并網發電系統的兩個核心部分是太陽能電池板的最大功率點跟蹤(MPPT)控制和光伏并網逆變控制。 首先,本文對太陽能電池的工作原理及工作特性進行介紹,詳細分析太陽能電池工作的等效電路和數學模型。 其次,本文對幾種傳統的最大功率點跟蹤(MPPT)控制算法進行了研究、分析和比較,提出各自優缺點。基于最大功率跟蹤過程的快速性和穩定性,設計采用改進的間歇掃描法來實現光伏發電系統中太陽能電池的最大功率輸出,以提高系統的性能和最大功率點跟蹤速度。 再次,針對既可獨立運行又可并網運行的單相光伏逆變器,本文采用有效值外環、瞬時值內環的控制方法,既保證了逆變器輸出的靜態誤差為零,又保證了逆變器良好的輸出波形。給出了同時滿足獨立和并網兩種運行模式的輸出濾波器結構和元件參數的計算過程,并通過仿真和實驗驗證了設計的合理性。 隨后,詳細討論了并網過程中的軟件鎖相環技術,對鎖相環電路的組成、工作原理進行了研究,實驗結果表明此方法可靠有效,能使逆變器輸出電流與電網電壓完全同相,達到功率因數為1的目的。 最后,采用TI公司的TMS320LF2407A作為主控芯片,研制完成1.5kW實驗樣機,分別得出了獨立運行和并網運行時的實驗結果,結果表明,所采用的控制策略和設計的硬件電路能夠滿足設計要求,系統可安全、穩定運行。
上傳時間: 2013-05-18
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超聲波電源廣泛應用于超聲波加工、診斷、清洗等領域,其負載超聲波換能器是一種將超音頻的電能轉變為機械振動的器件。由于超聲換能器是一種容性負載,因此換能器與發生器之間需要進行阻抗匹配才能工作在最佳狀態。串聯匹配能夠有效濾除開關型電源輸出方波存在的高次諧波成分,因此應用較為廣泛。但是環境溫度或元件老化等原因會導致換能器的諧振頻率發生漂移,使諧振系統失諧。傳統的解決辦法就是頻率跟蹤,但是頻率跟蹤只能保證系統整體電壓電流同頻同相,由于工作頻率改變了而匹配電感不變,此時換能器內部動態支路工作在非諧振狀態,導致換能器功率損耗和發熱,致使輸出能量大幅度下降甚至停振,在實際應用中受到限制。所以,在跟蹤諧振點調節逆變器開關頻率的同時應改變匹配電感才能使諧振系統工作在最高效能狀態。針對按固定諧振點匹配超聲波換能器電感參數存在的缺點,本文應用耦合振蕩法對換能器的匹配電感和耦合頻率之間的關系建立數學模型,證實了匹配電感隨諧振頻率變化的規律。給出利用這一模型與耦合工作頻率之間的關系動態選擇換能器匹配電感的方法。經過分析比較,選擇了基于磁通控制原理的可控電抗器作為匹配電感,通過改變電抗控制度調節電抗值。并給出了實現這一方案的電路原理和控制方法。最后本文以DSP TMS320F2812為核心設計出實現這一原理的超聲波逆變電源。實驗結果表明基于磁通控制的可控電抗器可以實現電抗值隨電抗控制度線性無級可調,由于該電抗器輸出正弦波,理論上沒有諧波污染。具體采用復合控制策略,穩態時,換能器工作在DPLL鎖定頻率上;動態時,逐步修改匹配電抗大小,搜索輸出電流的最大值,再結合DPLL鎖定該頻率。配合PS-PWM可實現功率連續可調。該超聲波換能系統能夠有效的跟隨最大電流輸出頻率,即使頻率發生漂移系統仍能保持工作在最佳狀態,具有實際應用價值。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來隨著能源短缺和供電設備對供電電源的性能和可靠性要求的提高,逆變電源并聯運行技術得到了大力發展。在逆變電源并聯技術中,最重要的是如何限制模塊間的環流,并使并聯模塊最終達到同步運行。傳統方法被證明已經不能滿足要求,隨著DSP數字信號處理器運算速度越來越快,將DSP應用到逆變電源并聯系統中已經成為一種趨勢。本文在比較了國內外的并聯系統控制策略的基礎上,提出了將工業自動化領域熱門的現場CAN總線技術引用到系統中,實現了真正的分布式控制和并聯逆變電源系統的智能化,提高了實際運行中系統的可靠性。在研究和分析了單臺三相逆變電源的數學模型的基礎上,設計了基于SVPWM調制和電壓閉環反饋控制的三相逆變電源,作為并聯系統的基礎。在并聯運行技術的研究中,重點分析了并聯系統的環流特性,電壓特性和功率特性,提出了一種基于CAN總線的功率均分控制策略。仿真結果證明,這種方法對于環流的抑制和并聯模塊的同步運行是行之有效的。針對并聯逆變電源系統,本文設計了CAN總線的接口電路和相應的通信模塊,并在DSP上實現,確保了在并聯運行過程中數據傳輸的完整性和實時性。最后在TMS320LF2407平臺上,給出了逆變器控制和并聯相關的硬件電路和軟件流程圖,并用MATLAB對本文涉及到的關鍵算法進行了仿真分析,給出了相應的波形。
上傳時間: 2013-06-08
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由于世界能源危機的日益嚴重和全球環境的不斷惡化,大規模開發清潔可再生能源成為當前能源戰略的主要方向。太陽能作為當前世界上最清潔、最現實、最有大規模開發利用前景的可再生能源之一,得到了各界的廣泛關注。在太陽能的利用中,光伏發電并網又是其主要發展方向之一。 由于光伏產業界目前還沒有統一的標準,又因為功率等級及應用場合的不同,使各種拓撲結構的光伏并網變流器都得以嘗試使用。本文就是在此背景下,對當前使用的各類光伏并網變流器的拓撲結構和控制方法進行比較,并結合光伏并網系統實際應用中暴露的主要缺陷,從適應光伏陣列輸出特性和提高系統整體的可靠性兩方面入手,提出Z-source變換器結合PWM整流器的拓撲結構。 文章首先介紹了光伏并網系統中并網變流器的三種隔離回路方式,及應用于小功率和中大功率場合的不同主電路拓撲結構及控制策略,比較其優缺點,提出了Z-source變換器結合PWM整流組成的光伏發電系統。這種拓撲結構可以減小系統中電解電容的體積容量,并解決由太陽能電池板輸出電壓大范圍變化所帶來一系列問題,同時可以在一定程度上改善系統的可靠性問題。其次,文中分析介紹了Z-source變換器的工作原理,對比了三種升壓控制的實現方式和性能差異,并簡述了逆變器的三種SPWM電流控制策略及其優缺點。最后,結合整體系統需要,將Z-source變換器的升壓控制與PWM整流器的并網控制融合,提出完成逆變并網功能和最大功率點跟蹤的控制思想。 根據上述分析和研究,選定整體光伏系統的硬件結構和控制方案。詳細闡述了系統硬件部分的設計計算,提供了系統主電路結構、參數計算、元件選型和控制電路的設計的詳細說明,并完成了主電路硬件的制作。根據空間狀態方程法對光伏發電系統進行仿真建模,仿真模型包括主電路拓撲及各控制子模塊,文中簡要說明各控制模塊的功能,給出仿真結果并進行分析。驗證該系統可以較好的實現本文提出的控制方案所應完成的各項功能,系統工作穩定可靠,性能良好。
上傳時間: 2013-07-12
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光伏發電是集開發可再生能源、改善生態環境于一體的重大課題,有巨大的經濟、社會效益和學術研究價值。 本文首先介紹了3kW光伏并網逆變器系統的組成和結構。3kW光伏并網逆變器采用兩級式結構,主電路由前級Boost變換器和后級的單相逆變橋組成。控制部分以DSP(DSP56F803)為核心,實現了光伏陣列最大功率點的跟蹤控制,以及產生與電網壓同頻同相的正弦電流,實現并網的功能。本文重點對逆變器系統的最大功率點跟蹤(MPPT)控制進行研究。 針對基于外特性建立的光伏陣列模型雖然簡單、參數易解,但精度低的問題,本文建立了基于物理特性的光伏陣列模型,并考慮光照強度、環境溫度對光伏陣列的影響,模型參數與實際參數嚴格對應。將幾種最大功率點跟蹤算法應用于所建立的光伏陣列模型使用MATLAB進行仿真,分析仿真結果,比較各種算法的優缺點,總結出每種算法所適用的環境,并給出了最大功率點跟蹤控制在并網逆變器系統的實現策略。 設計了適用于額定功率為100W的光伏陣列最大功率點跟蹤的Boost電路,分別給出了利用PIC單片機16F873實現擾動觀察法和增量電導法的程序流程圖,實現了這兩種算法控制下光伏陣列的最大功率點跟蹤,并分析了兩種算法的跟蹤性能。
上傳時間: 2013-04-24
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院介紹了全橋逆變電路的工作方式袁探討了隕鄖月栽的柵極特性及動態開關過程遙隕鄖月栽柵原射極和柵原 集極間的寄生電容與其他分布參數的綜合作用會對驅動波形產生不利影響遙柵極驅動電壓必須有足夠 快的上升和下降速度袁使隕鄖月栽盡快開通和關斷袁以減小開通和關斷損耗遙在 隕鄖月栽導通后袁驅動電壓 應保持在垣員緣 災左右袁保證隕鄖月栽處于飽和狀態曰在 隕鄖月栽關斷期間袁隕鄖月栽 的柵極需加反向偏置電壓袁 避免隕鄖月栽 的誤動作遙最后給出了針對全橋逆變電路 隕鄖月栽 模塊設計的分立元件驅動電路及其實驗 結果遙 關鍵詞院隕鄖月栽曰全橋逆變曰驅動電路
上傳時間: 2013-05-20
上傳用戶:cy1109
低電壓輸入高電壓輸出的直流變換器被廣泛地應用在太陽能光伏發電系統、風能發電系統、燃料電池系統、車載逆變器電源等電力電子裝置中。隨著電力電子技術的發展,對該類型的變換器也提出了更高的要求。 本文主要針對中小功率的升壓變換器,對串聯諧振軟開關推挽電路進行了研究分析及實驗。 文章首先對理想工作條件下的串聯諧振軟開關推挽電路進行理論、仿真分析,并通過實驗驗證了電路損耗小、效率高的特性。三種不同的控制方案:導通時間固定、關斷時間變化的PFM調制方式,導通時間變化、關斷時間固定的PFM調制方式,PWM調制方式,被分別應用到電路中。通過理論、仿真以及實驗研究,比較分析了三種控制方案的優缺點,特別是對軟開關特性、輸出電壓調節及適用范圍等問題做了細致分析。文章還對應用在串聯諧振軟開關推挽電路中的變壓器作了一定研究分析。根據變壓器的機理,對該電路中特有變壓器的高變比問題和漏感問題展開分析,并提出工藝和設計原理上的相應的解決方案。 為進一步實現能量的高效轉換,提出了基于雙變壓器結構拓撲的串聯諧振軟開關推挽電路,并進行了有關理論分析、仿真和實驗研究。同單變壓器電路相比,該電路具有開關損耗小、變壓器損耗小、效率更高的優點,實驗結果充分驗證了以上結論。
上傳時間: 2013-04-24
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本書主要闡述設計射頻與微波功率放大器所需的理論、方法、設計技巧,以及將分析計算與計算機輔助設計相結合的優化設計方法。這些方法提高了設計效率,縮短了設計周期。本書內容覆蓋非線性電路設計方法、非線性主動設備建模、阻抗匹配、功率合成器、阻抗變換器、定向耦合器、高效率的功率放大器設計、寬帶功率放大器及通信系統中的功率放大器設計。 本書適合從事射頻與微波動功率放大器設計的工程師、研究人員及高校相關專業的師生閱讀。 作者簡介 Andrei Grebennikov是M/A—COM TYCO電子部門首席理論設計工程師,他曾經任教于澳大利亞Linz大學、新加坡微電子學院、莫斯科通信和信息技術大學。他目前正在講授研究班課程,在該班上,本書作為國際微波年會論文集。 目錄 第1章 雙口網絡參數 1.1 傳統的網絡參數 1.2 散射參數 1.3 雙口網絡參數間轉換 1.4 雙口網絡的互相連接 1.5 實際的雙口電路 1.5.1 單元件網絡 1.5.2 π形和T形網絡 1.6 具有公共端口的三口網絡 1.7 傳輸線 參考文獻 第2章 非線性電路設計方法 2.1 頻域分析 2.1.1 三角恒等式法 2.1.2 分段線性近似法 2.1.3 貝塞爾函數法 2.2 時域分析 2.3 NewtOn.Raphscm算法 2.4 準線性法 2.5 諧波平衡法 參考文獻 第3章 非線性有源器件模型 3.1 功率MOSFET管 3.1.1 小信號等效電路 3.1.2 等效電路元件的確定 3.1.3 非線性I—V模型 3.1.4 非線性C.V模型 3.1.5 電荷守恒 3.1.6 柵一源電阻 3.1.7 溫度依賴性 3.2 GaAs MESFET和HEMT管 3.2.1 小信號等效電路 3.2.2 等效電路元件的確定 3.2.3 CIJrtice平方非線性模型 3.2.4 Curtice.Ettenberg立方非線性模型 3.2.5 Materka—Kacprzak非線性模型 3.2.6 Raytheon(Statz等)非線性模型 3.2.7 rrriQuint非線性模型 3.2.8 Chalmers(Angek)v)非線性模型 3.2.9 IAF(Bemth)非線性模型 3.2.10 模型選擇 3.3 BJT和HBT汀管 3.3.1 小信號等效電路 3.3.2 等效電路中元件的確定 3.3.3 本征z形電路與T形電路拓撲之間的等效互換 3.3.4 非線性雙極器件模型 參考文獻 第4章 阻抗匹配 4.1 主要原理 4.2 Smith圓圖 4.3 集中參數的匹配 4.3.1 雙極UHF功率放大器 4.3.2 M0SFET VHF高功率放大器 4.4 使用傳輸線匹配 4.4.1 窄帶功率放大器設計 4.4.2 寬帶高功率放大器設計 4.5 傳輸線類型 4.5.1 同軸線 4.5.2 帶狀線 4.5.3 微帶線 4.5.4 槽線 4.5.5 共面波導 參考文獻 第5章 功率合成器、阻抗變換器和定向耦合器 5.1 基本特性 5.2 三口網絡 5.3 四口網絡 5.4 同軸電纜變換器和合成器 5.5 wilkinson功率分配器 5.6 微波混合橋 5.7 耦合線定向耦合器 參考文獻 第6章 功率放大器設計基礎 6.1 主要特性 6.2 增益和穩定性 6.3 穩定電路技術 6.3.1 BJT潛在不穩定的頻域 6.3.2 MOSFET潛在不穩定的頻域 6.3.3 一些穩定電路的例子 6.4 線性度 6.5 基本的工作類別:A、AB、B和C類 6.6 直流偏置 6.7 推挽放大器 6.8 RF和微波功率放大器的實際外形 參考文獻 第7章 高效率功率放大器設計 7.1 B類過激勵 7.2 F類電路設計 7.3 逆F類 7.4 具有并聯電容的E類 7.5 具有并聯電路的E類 7.6 具有傳輸線的E類 7.7 寬帶E類電路設計 7.8 實際的高效率RF和微波功率放大器 參考文獻 第8章 寬帶功率放大器 8.1 Bode—Fan0準則 8.2 具有集中元件的匹配網絡 8.3 使用混合集中和分布元件的匹配網絡 8.4 具有傳輸線的匹配網絡 8.5 有耗匹配網絡 8.6 實際設計一瞥 參考文獻 第9章 通信系統中的功率放大器設計 9.1 Kahn包絡分離和恢復技術 9.2 包絡跟蹤 9.3 異相功率放大器 9.4 Doherty功率放大器方案 9.5 開關模式和雙途徑功率放大器 9.6 前饋線性化技術 9.7 預失真線性化技術 9.8 手持機應用的單片cMOS和HBT功率放大器 參考文獻
上傳時間: 2013-04-24
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tft-lcd驅動原理,對要研究TFTlcd的朋友有很大用處
上傳時間: 2013-07-08
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