基于三電平的光伏并網(wǎng)逆變器電流控制器研究

【摘要】： 隨著環(huán)境污染的加大及傳統(tǒng)能源的日益緊缺,改善能源結(jié)構(gòu)與發(fā)展可再生新能源,提高電能的質(zhì)量已經(jīng)成為我國能源發(fā)展的戰(zhàn)略性措施。近年來,多電平逆變器,特別是三電平逆變器,在DC/AC、交流電機(jī)調(diào)速等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。相對(duì)傳統(tǒng)的兩電平逆變器,三電平逆變器具有很多優(yōu)點(diǎn):單管耐壓相對(duì)提高;開關(guān)損耗降低;電磁干擾減小;功率因素提高等。傳統(tǒng)光伏并網(wǎng)逆變器都為兩電平,由于多電平變換器的顯著優(yōu)勢(shì),目前國內(nèi)外多家企業(yè)、科研院所都在研制基于多電平的光伏并網(wǎng)逆變器,將兩者優(yōu)勢(shì)相結(jié)合,旨在提高傳統(tǒng)光伏并網(wǎng)逆變器的轉(zhuǎn)換效率、容量及并網(wǎng)特性。 本文在研究兩電平逆變器與三電平逆變器之間SVPWM本質(zhì)的基礎(chǔ)上,提出了一種基于兩電平空間矢量的三電平空間矢量算法。三電平空間矢量控制中分區(qū)算法可由兩電平矢量作用時(shí)間的計(jì)算結(jié)果獲得,并且這兩種逆變器的矢量作用時(shí)間可以通過一個(gè)線性矩陣轉(zhuǎn)換。同時(shí)為解決NPC中遇到的中點(diǎn)點(diǎn)位問題,分析了中點(diǎn)電位不平衡對(duì)矢量合成的影響,提出了一種考慮中點(diǎn)電位不平衡的SVPWM算法。 為了驗(yàn)證該算法的正確性,我們?cè)谠袃呻娖焦夥⒕W(wǎng)逆變器平臺(tái)的基礎(chǔ)上,通過對(duì)基于三電平的光伏并網(wǎng)逆變器數(shù)學(xué)建模與分析,建立了三電平實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。從實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行的結(jié)果可以看出,該算法是正確的,同時(shí)也驗(yàn)證了該控制平臺(tái)所使用的控制策略的正確性。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng)逆變器 三電平 SVPWM 中點(diǎn)點(diǎn)位
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致謝7-13
• 第一章 緒論13-17
• 1.1 國內(nèi)外光伏并網(wǎng)發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)13-14
• 1.2 光伏發(fā)電存在的問題14-15
• 1.3 分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)15-16
• 1.4 多電平技術(shù)在光伏并網(wǎng)逆變器中的應(yīng)用16
• 1.5 選題背景和本文主要內(nèi)容16-17
• 第二章 三電平逆變器的調(diào)制和控制技術(shù)17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 二極管鉗位型三電平逆變器的運(yùn)行機(jī)理17-20
• 2.3 幾種調(diào)制方式的比較20-21
• 2.3.1 階梯波調(diào)制方法20
• 2.3.2 開關(guān)點(diǎn)預(yù)制PWM 方法20-21
• 2.3.3 空間矢量PWM 方法（SVPWM）21
• 2.4 一種新型三電平矢量分區(qū)和作用時(shí)間計(jì)算方法21-28
• 2.4.1 兩電平逆變器的SVPWM 算法23
• 2.4.2 基于兩電平SVPWM 的三電平分區(qū)與作用時(shí)間的算法23-28
• 2.5 三電平逆變器載波PWM 法和SVPWM 法之間的本質(zhì)聯(lián)系28-31
• 第三章 NPC 三電平逆變器的中點(diǎn)電壓平衡分析31-39
• 3.1 光伏并網(wǎng)三電平逆變器中點(diǎn)電位的建模31-34
• 3.2 中點(diǎn)電壓不平衡對(duì)矢量合成的影響34-36
• 3.2.1 電壓矢量的偏差34-35
• 3.2.2 中點(diǎn)電壓平衡算法后電壓矢量的合成誤差35-36
• 3.3 考慮中點(diǎn)電壓不平衡的SVPWM 算法36-39
• 第四章 三電平光伏并網(wǎng)逆變器電流控制器數(shù)學(xué)建模與分析39-50
• 4.1 ABC 三相靜止坐標(biāo)系下的高頻數(shù)學(xué)模型39-43
• 4.2 DQ 坐標(biāo)系高頻數(shù)學(xué)模型43-45
• 4.3 雙閉環(huán)電流控制器設(shè)計(jì)45-50
• 4.3.1 電流內(nèi)環(huán)設(shè)計(jì)45-48
• 4.3.2 電壓外環(huán)設(shè)計(jì)48-50
• 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)波形分析50-64
• 5.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)50-58
• 5.1.1 Freescale56F8036 DSP 介紹50-51
• 5.1.2 主程序思路51-54
• 5.1.3 子程序思路54-58
• 5.2 實(shí)驗(yàn)波形分析58-64
• 5.2.1 中點(diǎn)電壓不平衡時(shí)的空間矢量調(diào)制方法驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)59-60
• 5.2.2 控制策略對(duì)比實(shí)驗(yàn)60-61
• 5.2.3 逆變器并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)61-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 在讀期間發(fā)表論文68-69

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