二極管箝位型三電平三相光伏并網(wǎng)逆變器的研究

【摘要】：隨著能源危機(jī)的加劇以及人類生存環(huán)境的不斷惡化，大力發(fā)展太陽能光伏發(fā)電技術(shù)已成為必然趨勢，其中光伏并網(wǎng)逆變器的開發(fā)與研究備受全球?qū)W者的關(guān)注。二極管箝位型三電平光伏并網(wǎng)逆變器由于具有更好的輸出電能質(zhì)量、諧波含量少、輸出容量大等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于可再生能源發(fā)電及高壓大功率場合。本文對(duì)二極管箝位型三電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及并網(wǎng)控制策略進(jìn)行了深入分析與研究。 本論文以二極管箝位型三電平三相逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，介紹了三電平逆變器的工作原理，重點(diǎn)分析了空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù)，給出了空間矢量所在扇區(qū)的判斷方法，推算出了各電壓矢量的作用時(shí)間，最后對(duì)矢量作用順序進(jìn)行了優(yōu)化。針對(duì)三電平拓?fù)涔逃械闹悬c(diǎn)電位不平衡問題，本文歸納、總結(jié)了造成中點(diǎn)電位不平衡的主要原因，分析了空間各矢量對(duì)中點(diǎn)電位產(chǎn)生的影響，最后給出了一種常用的中點(diǎn)電位精確控制方法——平衡因子法，即通過引入平衡控制因子，調(diào)整正、負(fù)短矢量在一個(gè)控制周期內(nèi)的作用時(shí)間，使中點(diǎn)電位在可控范圍內(nèi)波動(dòng)，并通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這種方法的可行性。 本文建立了二極管箝位型三電平三相逆變器的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，通過Park變換與Clark變換，將逆變器各交流變量從ABC三相靜止坐標(biāo)系變換到dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，從而得到了系統(tǒng)的各直流變量，便于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，研究了基于電網(wǎng)電壓定向的矢量控制(VOC)策略，采取電壓外環(huán)與電流內(nèi)環(huán)相結(jié)合的雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，確保了系統(tǒng)可靠運(yùn)行，并可以有效地進(jìn)行有功功率、無功功率調(diào)節(jié)。 本文研制了一臺(tái)10KW二極管箝位型三電平三相逆變器系統(tǒng)樣機(jī)，并對(duì)系統(tǒng)樣機(jī)軟、硬件設(shè)計(jì)分別作了介紹，其中硬件部分包括控制電路、驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路以及系統(tǒng)采樣電路；軟件部分包括循環(huán)主程序、中斷服務(wù)程序以及SVPWM控制子程序。最后通過實(shí)驗(yàn)分析，驗(yàn)證了本論文所論述的各項(xiàng)控制策略的有效性與準(zhǔn)確性。 【關(guān)鍵詞】：二極管箝位型三電平三相逆變器 空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù) 中性點(diǎn)電位平衡 電網(wǎng)電壓定向矢量控制(VOC)
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題背景10-11
• 1.1.1 能源與環(huán)境問題10
• 1.1.2 光伏發(fā)電技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r10-11
• 1.2 多電平光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)概述11-16
• 1.2.1 二極管箝位型多電平逆變器12-13
• 1.2.2 飛跨電容型多電平逆變器13-14
• 1.2.3 級(jí)聯(lián)型多電平逆變器14-16
• 1.3 二極管箝位型三電平逆變器研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.1 調(diào)制方法研究現(xiàn)狀16
• 1.3.2 中性點(diǎn)電位平衡控制研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 本論文主要研究內(nèi)容17-18
• 第二章 二極管箝位型三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究18-25
• 2.1 二極管箝位型三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)18-22
• 2.1.1 二極管箝位型三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)工作原理19-22
• 2.1.2 二極管箝位型三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)22
• 2.2 仿真分析22-24
• 2.2.1 仿真模型建立22-23
• 2.2.2 仿真結(jié)果分析23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第三章 空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)策略研究25-40
• 3.1 三電平逆變器開關(guān)數(shù)學(xué)模型25-29
• 3.2 三相靜止坐標(biāo)系到兩相靜止坐標(biāo)系的變換29-31
• 3.3 三電平 SVPWM 控制策略31-39
• 3.3.1 扇區(qū)的判斷33-34
• 3.3.2 參考矢量所在區(qū)域的劃分與判斷34-35
• 3.3.3 電壓矢量作用時(shí)間的計(jì)算35-37
• 3.3.4 空間電壓矢量作用順序的優(yōu)化37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 三電平逆變器中點(diǎn)電位平衡控制策略40-50
• 4.1 中點(diǎn)電位不平衡分析40-41
• 4.1.1 中點(diǎn)電位不平衡的主要原因40
• 4.1.2 中點(diǎn)電位不平衡的主要危害40-41
• 4.2 基本空間矢量對(duì)中點(diǎn)電位的影響分析41-45
• 4.3 中點(diǎn)電位平衡控制策略45-48
• 4.4 仿真分析48
• 4.5 本章小結(jié)48-50
• 第五章 NPC 三電平逆變器并網(wǎng)控制策略研究50-63
• 5.1 三電平逆變器動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型50-55
• 5.1.1 ABC 三相靜止坐標(biāo)系下的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型50-53
• 5.1.2 αβ靜止坐標(biāo)系下的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型53-54
• 5.1.3 dq 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型54-55
• 5.2 前饋解耦控制55-57
• 5.3 基于電網(wǎng)電壓定向的矢量控制(VOC)57-61
• 5.3.1 電流內(nèi)環(huán) PI 調(diào)節(jié)器59-60
• 5.3.2 電壓外環(huán) PI 調(diào)節(jié)器60-61
• 5.4 仿真分析61-62
• 5.5 本章小結(jié)62-63
• 第六章 NPC 三電平逆變器系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)波形分析63-78
• 6.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)63-68
• 6.1.1 控制電路63-67
• 6.1.2 驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路67
• 6.1.3 信號(hào)采樣電路67-68
• 6.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)68-71
• 6.2.1 循環(huán)主程序69-70
• 6.2.2 中斷服務(wù)程序70
• 6.2.3 SVPWM 控制子程序70-71
• 6.3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與結(jié)果分析71-77
• 6.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建立71
• 6.3.2 實(shí)驗(yàn)波形分析71-77
• 6.4 本章小結(jié)77-78
• 第七章 總結(jié)與展望78-80
• 7.1 全文總結(jié)78-79
• 7.2 展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-85
• 攻讀學(xué)位期間本人出版或公開發(fā)表的論著、論文85-86
• 致謝86-87

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京儀綠能光伏并網(wǎng)逆變器通過國際權(quán)威認(rèn)證    黃倩

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上廣電與AE聯(lián)合搶灘中國太陽能并網(wǎng)逆變器市場    楊娜

16家入圍關(guān)鍵設(shè)備目錄企業(yè)受益    本報(bào)記者 邢佰英

云南無線電公司與Power-One公司簽署光伏并網(wǎng)逆變器項(xiàng)目合作協(xié)議    記者 陳文忠

光伏發(fā)電若要并網(wǎng) 直流先要變成交流    姜小莉 左裔

黑龍江省首個(gè)大型太陽能電站通過可研    通訊員 于莉杰

我省首個(gè)太陽能發(fā)電項(xiàng)目啟動(dòng)    曹紅濤 于莉杰

黑龍江首個(gè)并網(wǎng)太陽能工程啟動(dòng)    通訊員 于莉杰　記者 桑學(xué)勇

新疆油田利用新能源擦亮一片天    記者 張文鳴

光伏發(fā)電高效利用的關(guān)鍵技術(shù)研究    肖華鋒

并網(wǎng)逆變器關(guān)鍵技術(shù)研究    姚志壘

基于并網(wǎng)逆變器電能質(zhì)量與變換效率的若干關(guān)鍵技術(shù)研究    楊波

基于Z拓?fù)涞墓夥⒕W(wǎng)逆變器研究    程如岐

無變壓器結(jié)構(gòu)光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)浼翱刂蒲芯?nbsp;   馬琳

空間矢量調(diào)制直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究    高圣偉

多重電樞混合勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的研究    楊勇

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