光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)逆變器的研究與開(kāi)發(fā)

【摘要】：光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)隨著越來(lái)越多人的研究和關(guān)注,正在不斷地走向成熟。在不久的將來(lái),光伏并網(wǎng)發(fā)電一定會(huì)在電力領(lǐng)域中起著舉足輕重的地位。本文結(jié)合實(shí)踐項(xiàng)目對(duì)于光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制方式等問(wèn)題進(jìn)行了深入細(xì)致的研究完成了50kW三相單級(jí)型光伏逆變器的研究和研制工作。主要包括以下幾個(gè)方面: (1)研究分析了并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),對(duì)并網(wǎng)逆變器的各種不同類型進(jìn)行了詳細(xì)的分析,根據(jù)設(shè)計(jì)的要求選取了適合研究的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),在此基礎(chǔ)上分析了逆變器的工作原理。為接下來(lái)整個(gè)系統(tǒng)的研究打下了很好的基礎(chǔ)。 (2)分析了并網(wǎng)逆變器要實(shí)現(xiàn)的控制目標(biāo),在此基礎(chǔ)上詳細(xì)分析了各種不同的控制策略。針對(duì)三相電流控制存在的問(wèn)題,在建立了三相并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,提出了一種基于前饋解耦SVPWM的電流控制策略方法,并介紹了電壓空間矢量SVPWM的原理和實(shí)現(xiàn)方法。在此控制策略的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了電流控制器的PI參數(shù),分析了控制參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響。應(yīng)用Matlab中的Simulink仿真工具對(duì)以上的控制策略和參數(shù)的設(shè)計(jì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真分析,證明了以上理論的可行性和正確性,為以后實(shí)際電路的設(shè)計(jì)提供參考。 (3)在理論分析和仿真的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了基于DSP數(shù)字控制的系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì),包括功率電路的硬件設(shè)計(jì)、功率開(kāi)關(guān)器件IGBT驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)和控制電路的硬件設(shè)計(jì)。繪制了各部分電路設(shè)計(jì)的原理圖和PCB圖。搭建完成了試驗(yàn)系統(tǒng)的主功率回路。 (4)給出基于DSP的控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),包括SVPWM的算法實(shí)現(xiàn)。提出了一種基于坐標(biāo)變換的軟件鎖相的算法實(shí)現(xiàn)等。分別根據(jù)上述算法設(shè)計(jì)了各部分相對(duì)應(yīng)的程序流程圖。應(yīng)用CCS3.3軟件和C語(yǔ)言進(jìn)行了軟件編程。 (5)最后在研制的系統(tǒng)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)運(yùn)行,給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果波形圖。驗(yàn)證了提出的控制理論的正確性。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 并網(wǎng)逆變器 SVPWM PI控制 前饋解耦 DSP
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題研究的背景和意義9
• 1.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀9-11
• 1.3 光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器的研究發(fā)展方向11-12
• 1.4 本文所做的工作12-14
• 第2章 三相并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及原理14-21
• 2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)介紹14-16
• 2.2 并網(wǎng)逆變器的系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計(jì)16-18
• 2.2.1 并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)類型分析和選擇16-18
• 2.2.2 系統(tǒng)的主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18
• 2.3 并網(wǎng)逆變器的工作原理分析18-21
• 第3章 三相逆變器的控制策略分析和仿真研究21-34
• 3.1 并網(wǎng)逆變器的控制目標(biāo)21
• 3.2 并網(wǎng)逆變器的控制方式分析21-22
• 3.3 電壓空間矢量SVPWM 控制22-26
• 3.3.1 空間矢量SVPWM 的原理及特點(diǎn)22-24
• 3.3.2 空間矢量SVPWM 的簡(jiǎn)化算法實(shí)現(xiàn)24-25
• 3.3.3 SVPWM 控制的仿真實(shí)現(xiàn)25-26
• 3.4 基于前饋解耦SVPWM 的電流PI 控制策略26-31
• 3.4.1 三相并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型分析26-27
• 3.4.2 前饋解耦控制策略27-29
• 3.4.3 電流控制器分析設(shè)計(jì)29-31
• 3.5 系統(tǒng)控制策略仿真分析31-34
• 第4章 基于DSP 的逆變器硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)34-47
• 4.1 主功率電路硬件設(shè)計(jì)34-36
• 4.1.1 IGBT 的選擇34-35
• 4.1.2 工頻隔離變壓器設(shè)計(jì)35
• 4.1.3 交流側(cè)濾波電感設(shè)計(jì)35-36
• 4.1.4 直流側(cè)穩(wěn)壓電容設(shè)計(jì)36
• 4.2 IGBT 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)36-39
• 4.3 控制電路硬件設(shè)計(jì)39-47
• 4.3.1 控制芯片的選擇及其最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)40-42
• 4.3.2 模擬信號(hào)檢測(cè)采樣電路設(shè)計(jì)42-44
• 4.3.3 開(kāi)關(guān)控制繼電器電路設(shè)計(jì)44
• 4.3.4 串口通訊電路設(shè)計(jì)44-45
• 4.3.5 硬件電磁兼容EMC 設(shè)計(jì)45-47
• 第5章 基于DSP 的逆變器軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)47-50
• 5.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)47-48
• 5.2 鎖相環(huán)軟件實(shí)現(xiàn)48-49
• 5.3 SVPWM 算法軟件設(shè)計(jì)49-50
• 第6章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析50-52
• 6.1 試驗(yàn)環(huán)境及實(shí)物電路50
• 6.2 結(jié)果波形分析50-52
• 第7章 總結(jié)與展望52-54
• 7.1 總結(jié)52
• 7.2 不足和展望52-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 附錄 作者在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加的科研項(xiàng)目58-59
• 詳細(xì)摘要59-63

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