模塊化并聯(lián)三相光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計

【摘要】：隨著世界能源危機(jī)問題日益緊張,光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)越來越引起人們的重視。在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中,并網(wǎng)逆變器是十分關(guān)鍵的一環(huán),隨著光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的功率等級的提高,對并網(wǎng)逆變器的功率等級要求也隨之提高。在大功率并網(wǎng)逆變應(yīng)用場合中,單臺并網(wǎng)逆變器逐漸顯露出自身的缺點,并網(wǎng)逆變器的功率器件電流應(yīng)力、逆變器的體積都會隨功率提高而增大,且單臺并網(wǎng)逆變器一旦發(fā)生故障,所造成的損失是不可估量的。并網(wǎng)逆變器的并聯(lián)技術(shù)是目前解決大功率并網(wǎng)逆變應(yīng)用的一種有效方案,但逆變器并聯(lián)后會產(chǎn)生環(huán)流問題,從而導(dǎo)致逆變器模塊的負(fù)載電流不均衡,輸出電流質(zhì)量降低,嚴(yán)重時甚至損壞逆變器模塊。本文主要針對并網(wǎng)逆變器的并聯(lián)控制及環(huán)流控制方法展開研究。 三相并網(wǎng)逆變器的并聯(lián)結(jié)構(gòu)以三相并網(wǎng)逆變器為基礎(chǔ),本文首先對三相并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)做了分析,并建立了在多種坐標(biāo)系下的小信號模型,介紹了SVPWM方法控制三相逆變器的原理。此外還對三相光伏并網(wǎng)逆變器的軟件鎖相環(huán)進(jìn)行了介紹,介紹了光伏并網(wǎng)發(fā)電中最大功率點跟蹤(MPPT)的控制方法,以及電壓電流環(huán)的控制分別進(jìn)行分析介紹。 接下來本文針對三相并網(wǎng)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行了建模,并分析了其并環(huán)流通路,分析了逆變器并聯(lián)之間的環(huán)流功率。在理論上解釋了環(huán)流產(chǎn)生的原因,并分析了濾波參數(shù)、開關(guān)頻率、死區(qū)時間等對環(huán)流的影響。 在此基礎(chǔ)上,本文采用了主從式控制的并網(wǎng)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制解決方案,并采用了零序環(huán)流的抑制方法。通過SVPWM的控制特性,利用其零矢量分配只影響零序分量并不影響其基波控制的特性,設(shè)計了零序環(huán)流控制器,從而達(dá)到控制零序環(huán)流的目的。 最后,分別在Matlab/Simulink仿真平臺上以及三相并網(wǎng)逆變器并聯(lián)試驗樣機(jī)上對上述分析結(jié)果做了實驗分析。并測試了在多種不同參數(shù)條件下的零序環(huán)流抑制器的工作性能。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng)逆變器 逆變器并聯(lián) 主從式控制 零序環(huán)流
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM464;TM615
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 光伏發(fā)電的意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外光伏發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 逆變器并聯(lián)技術(shù)在光伏發(fā)電中的應(yīng)用13-17
• 1.3.1 逆變器并聯(lián)技術(shù)的必要性14
• 1.3.2 逆變器并聯(lián)帶來的問題14-15
• 1.3.3 國內(nèi)外并聯(lián)研究現(xiàn)狀和及其發(fā)展動態(tài)15-17
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 三相并網(wǎng)逆變器的設(shè)計18-35
• 2.1 三相并網(wǎng)逆變器模型建立18-22
• 2.1.1 abc坐標(biāo)下的三相并網(wǎng)逆變器模型18-19
• 2.1.2 α β坐標(biāo)下的三相并網(wǎng)逆變器模型19-20
• 2.1.3 dqo坐標(biāo)下的三相并網(wǎng)逆變器模型20-22
• 2.2 三相鎖相環(huán)介紹22-24
• 2.3 三相并網(wǎng)逆變器的SVPWM控制24-27
• 2.4 最大功率點跟蹤(MPPT)27-29
• 2.5 參數(shù)設(shè)計29-34
• 2.5.1 輸出濾波器設(shè)計29-30
• 2.5.2 電流環(huán)的設(shè)計30-32
• 2.5.3 電壓環(huán)設(shè)計32-34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 第3章 三相并網(wǎng)逆變器的并聯(lián)問題35-45
• 3.1 三相并網(wǎng)逆變器的并聯(lián)控制方法35-37
• 3.1.1 集中控制35-36
• 3.1.2 主從式控制36
• 3.1.3 分散邏輯控制36-37
• 3.1.4 無互聯(lián)線控制37
• 3.2 三相并網(wǎng)逆變器并聯(lián)環(huán)流分析37-39
• 3.3 不同參數(shù)對環(huán)流產(chǎn)生的影響39-43
• 3.4 環(huán)流功率分析43-45
• 第4章 并網(wǎng)逆變器并聯(lián)方案設(shè)計45-55
• 4.1 主從控制下的逆變器并聯(lián)控制45-48
• 4.1.1 主從判斷的軟件實現(xiàn)45-46
• 4.1.2 基于CAN總線的通信設(shè)計46-48
• 4.2 環(huán)流抑制器的設(shè)計48-52
• 4.2.1 硬件環(huán)流抑制方法48-49
• 4.2.2 零序環(huán)流抑制器的設(shè)計49-52
• 4.3 硬件電路設(shè)計52-55
• 4.3.1 采樣電路設(shè)計52-53
• 4.3.2 保護(hù)電路設(shè)計53-54
• 4.3.3 驅(qū)動電路設(shè)計54-55
• 第5章 實驗結(jié)果55-73
• 5.1 仿真結(jié)果及分析55-66
• 5.2 實驗波形及分析66-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 第6章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 全文總結(jié)73
• 6.2 后續(xù)工作展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 作者簡歷81

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