基于SVPWM的三相光伏并網(wǎng)逆變器的研究與設(shè)計

【摘要】：人類社會的不斷發(fā)展,造成了能源的短缺、環(huán)境的惡化,因此發(fā)展綠色無污染的新能源成為了能源研究的熱點(diǎn),太陽能作為一種取之不盡的綠色能源受到了大力追捧,而光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)是未來太陽能應(yīng)用的主要形式。 通過深入學(xué)習(xí)光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的原理,本文最終確定以SVPWM調(diào)制技術(shù)為基礎(chǔ),使用基于PI、重復(fù)控制和電壓前饋控制的復(fù)合式控制方法對逆變器的輸出電流經(jīng)變換后進(jìn)行控制,以使系統(tǒng)輸出的電流和電網(wǎng)電壓同頻同相,且使輸出的電流波形諧波含量少,波形完美。本文主要內(nèi)容包括以下五個方面: 1.介紹光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成,重點(diǎn)分析了光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件-并網(wǎng)逆變器的要求、工作原理以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。選擇比較合適的三相全橋逆變器。 2.分析三相電壓源型并網(wǎng)逆變器的三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及控制策略,即L型、LC型、LCL型。分別對采用這三種不同并網(wǎng)濾波器的三相光伏逆變器建立狀態(tài)空間數(shù)學(xué)模型,同時也分別對其并網(wǎng)控制策略進(jìn)行深入的歸納與分析。選擇了濾波性能比較好的LCL型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為本文的研究對象。 3.深入分析了并網(wǎng)逆變器的兩種調(diào)制方法,即SPWM調(diào)制技術(shù)和SVPWM調(diào)制技術(shù)。選擇了調(diào)制性能較好的SVPWM控制技術(shù)作為本文并網(wǎng)逆變器的調(diào)制方法。 4.為了改善并網(wǎng)電流質(zhì)量,提出了基于矢量變換、電流PI控制、重復(fù)控制、電壓前饋控制相結(jié)合的復(fù)合控制策略。應(yīng)用這種策略到并網(wǎng)逆變器上大大改善了并網(wǎng)電流的質(zhì)量,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及抗干擾能力。 5.基于對以上的分析,設(shè)計了10KW光伏并網(wǎng)逆變的仿真模型并用matlab對基于SVPWM調(diào)制技術(shù)的三相光伏并網(wǎng)逆變器的三種控制策略進(jìn)行了仿真。通過仿真結(jié)果得出基于PI、重復(fù)控制和電壓前饋控制的復(fù)合控制策略能夠大大改善并網(wǎng)電流的質(zhì)量,使逆變器能夠以單位功率因數(shù)1向電網(wǎng)輸送有功功率。 【關(guān)鍵詞】：SVPWM 重復(fù)控制 PI控制 光伏并網(wǎng)逆變器
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM464;TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 世界能源發(fā)展形勢8
• 1.2 國外太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀8-9
• 1.3 我國太陽能光伏當(dāng)今現(xiàn)狀及發(fā)展前景9-10
• 1.4 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)分類10
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容10-12
• 第二章 光伏并網(wǎng)逆變器的原理與實(shí)現(xiàn)12-29
• 2.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的組成12-14
• 2.1.1 概述12-13
• 2.1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)各組成部件的功能13-14
• 2.2 光伏并網(wǎng)逆變器分析14-19
• 2.2.1 對并網(wǎng)逆變器的要求14-15
• 2.2.2 并網(wǎng)逆變器的工作原理與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)15-19
• 2.3 三相電壓源并網(wǎng)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及建模19-28
• 2.3.1 基于L 型濾波器三相光伏并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型及控制方法20-23
• 2.3.2 LC 型濾波器三相光伏并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型與控制方法23-26
• 2.3.3 LCL 型濾波器的三相并網(wǎng)光伏逆變器的數(shù)學(xué)模型與控制方法26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 逆變器的調(diào)制方式29-41
• 3.1 SPWM 控制技術(shù)29-35
• 3.1.1 SPWM 調(diào)制法原理29-30
• 3.1.2 單極性SPWM 調(diào)制方法30
• 3.1.3 雙極性SPWM 調(diào)制方法30-32
• 3.1.4 三相SPWM 調(diào)制技術(shù)32-35
• 3.2 SVPWM 調(diào)制技術(shù)35-39
• 3.3 本章小結(jié)39-41
• 第四章 并網(wǎng)逆變器控制策略41-53
• 4.1 重復(fù)控制41-50
• 4.1.1 內(nèi)模原理41-43
• 4.1.2 重復(fù)控制的基本原理43-45
• 4.1.3 重復(fù)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)45-47
• 4.1.4 重復(fù)控制器的性能分析47-50
• 4.2 電壓前饋控制50-51
• 4.3 本章小結(jié)51-53
• 第五章 基于SVPWM 光伏逆變器的搭建與仿真53-67
• 5.1 主電路及控制電路整體結(jié)構(gòu)與分析53-55
• 5.2 仿真模型搭建及各模塊的參數(shù)設(shè)計55-66
• 5.2.1 基于PI 控制的SVPWM 光伏逆變器的模型搭建與仿真56-59
• 5.2.2 基于PI-重復(fù)控制的SVPWM 光伏逆變器的模型搭建與仿真59-63
• 5.2.3 基于PI-重復(fù)控制及前饋控制的SVPWM 光伏逆變器的模型搭建與仿真63-66
• 5.3 本章小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-68
• 6.1 總結(jié)67
• 6.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明71-72
• 致謝72

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