【硕士论文】光伏水泵系统变频驱动与控制研究.pdf

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1、摘要光伏水泵系统经过几十年的发展，已经成为太阳能应用领域的一个重要方面，并且由于其具有巨大的社会效益和经济效益，近年来己受到越来越多的关注。本文提出并设计了两种异步电机驱动的光伏水泵变频控制系统，一种为光伏水泵专用变频逆变器控制之光伏水泵系统，另一种为通用变频器控制之光伏水泵系统。主要研究内容如下:1.系统的分析了光伏水泵系统的组成、结构与特性。2，研究了光伏阵列的最大功率点跟踪，并采用自寻优技术实现太阳能光伏阵列真正的最大功率点跟踪(TMPPT)o3，采用三次谐波注入(TRIPWM)方式和直流电压补偿优化S

2、PWM控制策略，提高系统的直流电压利用率。4.结合离心水泵之负载特性，对变频逆变器的输出V-f关系进行了优化设计并给出其近似实现。5.采用先进的DSP(TMS320F2407A)芯片作为控制核心，实现了光伏水泵专用变频逆变器的设计，该变频逆变器具有多种智能保护措施，如打干保护、低速保护、过载保护等。6.以提高系统的通用性为目的，设计了一种通用变频器控制的光伏水泵系统。该控制系统将MPPT控制功能独立出来，实现对太阳能光伏阵列的最大功率点跟踪;利用通用变频器实现对机泵负载的优化控制。关键词:光伏水泵系统最大功率

3、点跟踪离心水泵异步电动机变频器ABSTRACTAfterdecadesofdevelopmentthephotovoltaicpump(PVpump)systemhasbecomeanimportantpartofsolarenergyapplications.Furthermore,withitstremendoussocialandeconomicaladvantages,thephotovoltaicpumpsystemhasnowbeenattachedmoreandmoreimportance.In

4、thispaper,theauthordevelopstwocontrolsystemsofphotovoltaicpumpsystemdrivenbyasynchronousmotor,oneiscontrolledbythespecialdesignedinverter,theotheriscontrolledbythestandardinverter.Themaincontentsofthisdissertationareasfollow:1.Analyzingtheform,configuration

5、andtraitsofthePVpumpsystemsystematically2.SomestudiesonthemaximumpowerpointtackingofthePVarray,andthetruemaximumpowerpointtracking(TMPPT)isrealizedbyself-optimizingcontrol.3.InordertoimprovingtheutilizationoftheDCvoltagethecontrolsystemoptimizestheSPWMstrat

6、egybyadoptingtheTRIPWMmethodandDCvoltagecompensation.4.Combinedwiththecharacteristicsofthecentrifugalpump,thecontrolsystemoptimizestheoutputV-frelationofthespecialdesignedinverterandprovidesitsapproximaterealization.5.Aspecialdesignedinverterisrealizedbyado

7、ptinganadvancedDSP(TMS320F2407A)asitscontrolcore,andtheinverterhasmanyprotectionmeasuressuchaswaterdrained,lowspeedandoverloadprotection6.Inordertoimprovetheapplicationofthephotovoltaicpumpsystem,theauthordesignsanewcontrolsystemofPVpumpsystemusingstandardi

8、nverter.InthiscontrolsystemtheMPPTcontrollerisindependenttorealizetheMPPTcontrolofthePVarray,andastandardinverter,insteadofthespecialdesignedinverter,isusedtocontrolthepumploadoptimistically，Keywords:T