三相三電平光伏并網(wǎng)逆變器的研制

【摘要】：面對能源短缺和環(huán)境污染這兩大難題，光伏并網(wǎng)發(fā)電受到世界各國的普遍重視。并網(wǎng)逆變器是實現(xiàn)電能饋送電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的兩電平逆變器效率較低，輸出電流諧波高，存在很高的dv/dt和共模電壓，易產(chǎn)生漏電流，正逐步被三電平逆變器所取代。 本文研究了三電平SVPWM調(diào)制算法，包括參考矢量所在扇區(qū)及三角形的判斷、七段法SVPWM脈沖波生成的原理及實現(xiàn)，對三電平逆變器輸出的共模電壓進行了分析，提出一種共模電壓沖量周期平衡的SVPWM調(diào)制策略，該策略能有效地將三電平逆變器共模電壓抑制在一定范圍內(nèi)，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)SVPWM策略，同時兼顧了輸出波形質(zhì)量。 本文設(shè)計的三相三電平光伏并網(wǎng)逆變器采用二極管箝位型三電平拓撲作為逆變主電路，設(shè)計了針對三電平IGBT模塊的驅(qū)動電路，電壓、電流信號采樣電路和保護電路，DSP控制板等，并總結(jié)了硬件設(shè)計過程中關(guān)于系統(tǒng)可靠性和電磁兼容方面的一些經(jīng)驗。搭建了三相三電平光伏并網(wǎng)逆變器的樣機，并在該樣機上對所提出的共模電壓沖量周期平衡的SVPWM調(diào)制算法進行實驗驗證，實驗結(jié)果與仿真一致，證明了算法的正確性。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng)逆變器 三電平 SVPWM 共模電壓
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)（華東）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題的背景與意義8-9
• 1.2 多電平逆變器研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 多電平逆變器概述9-11
• 1.2.2 多電平逆變器在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用11-12
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容12-14
• 第2章 三電平 SVPWM 調(diào)制算法和仿真研究14-30
• 2.1 三電平逆變器的電壓空間矢量14-16
• 2.2 電壓空間矢量的合成原則16-17
• 2.3 三電平 SVPWM 仿真模型的建立17-26
• 2.3.1 區(qū)域判斷17-19
• 2.3.2 作用時間計算19-20
• 2.3.3 空間矢量的作用次序20-24
• 2.3.4 三電平拓撲電路的仿真模型24-26
• 2.4 一種抑制共模電壓的 SVPWM 調(diào)制新算法26-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 三相三電平光伏并網(wǎng)逆變器的硬件設(shè)計30-44
• 3.1 主功率電路的設(shè)計31-33
• 3.1.1 IGBT 模塊的選取31-32
• 3.1.2 直流母線電容的選取32-33
• 3.2 驅(qū)動電路的設(shè)計33-37
• 3.3 采樣與保護電路設(shè)計37-40
• 3.3.1 直流母線電壓采樣電路37-38
• 3.3.2 并網(wǎng)電流采樣電路38-39
• 3.3.3 電網(wǎng)電壓采樣電路39-40
• 3.4 過流保護電路的設(shè)計40
• 3.5 系統(tǒng)的可靠性與電磁兼容設(shè)計40-43
• 3.5.1 同一橋臂 IGBT 關(guān)斷的時序40-41
• 3.5.2 大功率 PCB 板線條的載流能力41-42
• 3.5.3 PCB 板中去耦電容及儲能電容的作用42
• 3.5.4 系統(tǒng)的電源設(shè)計42-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第4章 三相三電平并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)44-49
• 4.1 TMS320F28335 核心板44-45
• 4.2 DSP28335 核心板的轉(zhuǎn)接板設(shè)計45-46
• 4.2.1 模擬信號調(diào)理接口電路45-46
• 4.2.2 PWM 信號接口46
• 4.2.3 其他功能接口46
• 4.3 DSP 的 PWM 輸出配置46-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第5章 實驗結(jié)果與分析49-53
• 5.1 實驗介紹49-50
• 5.2 PWM 信號的驗證50-51
• 5.3 共模電壓抑制分析51-53
• 總結(jié)與展望53-55
• 參考文獻55-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果58-59
• 致謝59

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