基于三电平的大功率光伏并网逆变技术的研究

【摘要】：三电平逆变并网系统较两电平能有效地提高系统的耐压，降低开关损耗，同时输出的电压具有低谐波畸变率，因其优越的性能而逐步取代了传统的两电平逆变器，因此对高压大功率三电平技术的研究和分析成为当今技术发展的需要，也将是未来发展的必然趋势。 本文第一章简要介绍了本课题的背景和意义，以及大功率光伏并网逆变器目前的控制策略；第二章根据中点钳位式三电平逆变器的拓扑结构进行了逆变器的稳态工作原理和动态换流过程的分析；第三章介绍了大功率光伏并网逆变器的关键技术，包括三电平SVPWM控制算法的设计、中点电位平衡的控制、虚拟磁链定向、软件锁相等，重点介绍了系统模型PI参数的整定、并网及低电压穿越的控制策略；第四章以TMS320LF28335为平台设计了并网控制系统的流程图，同时对于大功率的逆变器在器件选型、硬件电路、柜体结构等要素进行了设计；第五章展示了实验结果，包括样机的控制板、信号采集板、驱动板、开关器件模块，以及在Matlab/Simulink平台对系统的并网和低电压穿越实验进行了仿真；最后一章总结过去的研究工作，并且对以后需要深入开发的部分进行了展望。 实验研究方面，本文搭建了一台额定功率为100KW的并网逆变器的实验平台。硬件方面,制作了控制电路、驱动电路和功率电路等，并进行了相应的信号调试。软件方面,在DSP平台上编制了三电平逆变器的并网和低电压穿越控制策略的程序，并进行了初步的调试。 【关键词】：三电平 并网逆变器 空间矢量脉宽调制 中点电位平衡 低电压穿越
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 三电平大功率逆变器的研究背景和意义8-9
• 1.2 多电平技术在光伏并网逆变器中的应用9-12
• 1.3 多电平逆变器电路的调制策略12-13
• 1.3.1 SHEPWM 法12
• 1.3.2 SPWM 调制法12-13
• 1.3.3 SVPWM 法13
• 1.4 本论文研究的主要内容13-16
• 第二章 三电平逆变器拓扑结构的研究和分析16-26
• 2.1 拓扑结构16-17
• 2.2 三电平逆变器的工作原理17-21
• 2.2.1 稳态情况分析17-19
• 2.2.2 动态换流分析19-21
• 2.3 三相并网逆变器的数学模型21-26
• 2.3.1 ABC 三相静止坐标系上的数学模型21-22
• 2.3.2 同步旋转 dq 坐标系中逆变器的数学模型22-26
• 第三章 三电平光伏并网逆变器控制系统的研究26-46
• 3.1 三电平 SVPWM 控制算法的设计26-32
• 3.1.1 SVPWM 的状态分布图26-27
• 3.1.2 三电平 SVPWM 的分析27-30
• 3.1.3 SVPWM 作用顺序的确定30-32
• 3.2 中点钳位式三电平逆变器中点电位平衡的控制32-36
• 3.2.1 工作状态引起中点电位不平衡的分析32-34
• 3.2.2 中点电位平衡的控制策略34-36
• 3.3 并网控制策略36-46
• 3.3.1 虚拟磁链的定向37-38
• 3.3.2 三相软件锁相环38-40
• 3.3.3 逆变器并网控制系统结构40-43
• 3.3.4 并网逆变器低电压穿越技术43-46
• 第四章 三电平逆变器光伏并网逆变器的设计方案46-62
• 4.1 并网逆变器总体设计46-47
• 4.2 并网逆变器硬件设计47-55
• 4.2.1 IGBT 开关器件的选型47-48
• 4.2.2 网侧 LC 滤波器及直流侧电容选择48-50
• 4.2.3 控制电路的设计50-55
• 4.3 并网逆变器的软件设计55-62
• 4.3.1 系统的主程序流程图56-57
• 4.3.2 A/D 采样程序流程图57-58
• 4.3.3 时间计数器周期中断程序流程图58-59
• 4.3.4 三电平 SVPWM 的控制实现59-60
• 4.3.5 捕获中断程序流程图60-62
• 第五章 仿真分析与实验验证62-70
• 5.1 大功率光伏并网逆变器的样机结构设计62
• 5.2 仿真模型62-66
• 5.3 样机的组建和测试结果66-70
• 5.3.1 实验环境的搭建66-68
• 5.3.2 实验结果与分析68-70
• 第六章 结论70-72
• 6.1 本文总结70
• 6.2 今后的展望70-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-78
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果78

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

改进型三电平空间矢量调制方法    张钢;刘志刚;王磊;全恒立;

基于IGBT并联技术的250kW光伏并网逆变器    王宝归;周飞;童亦斌;

基于DSP的三电平逆变器SVPWM调制研究    梁英;庄圣贤;舒鑫东;马彩青;

三电平变换器中点电压平衡问题的研究    桂红云;姚文熙;吕征宇;

三电平逆变器空间矢量脉宽调制及其实现    宋文祥,丁肖宇,束满堂,陈国呈

基于同步PI控制的光伏并网发电系统研究    时智勇;贺明智;郝瑞祥;游小杰;

三相光伏并网逆变器SVPWM电流控制技术研究    芮骐骅;杜少武;姜卫东;赵钦;

大型光伏发电系统控制原理与并网特性研究    王利平;杨德洲;张军;

基于复合控制的单相并网逆变器研究    王淑惠;鞠文耀;贾中璐;

三电平NPC逆变器中点电位平衡的软件算法    罗永吉;尹华杰;周艳青;

大功率光伏并网逆变系统研究    马亮

基于MATLAB的三电平逆变器SVPWM仿真研究    鹿水;陈其工;江明;

能量回馈式主动悬挂系统研究    梁经芝;邵春鸣;

永磁同步电机控制系统的电流滞环与电压空间矢量控制的仿真    徐大利;叶安丽;马鸿雁;

基于导抗变换的DC/DC变换器的研究    王敏利;汤天浩;陈昆明;祝国平;

大功率IGBT模块并联均流特性研究    祁善军;翁星方;宋文娟;黄南;

功率变换器中直流支撑电容器的选择和应用    唐海燕;唐洲;

“建”言能源 大功率变频技术现状及发展趋势(下)    李建林;

现代大功率变频器拓扑结构最新进展分析    李建林;

对三电平整流器主电路建模的研究    王莹;

对桥式可控整流电路中半控、全控概念的探讨    龚敬杰;

现代电力电子器件和PWM控制技术    庄留杰;

变压器隔离型DSTATCOM在不平衡系统中的应用    杨晓萍;冯帆;段先锋;

一种并网型电压源变流器拓扑和控制策略    孙翠芬;赵艳雷;徐丙垠;孙磊;

浅谈列车智能化通信网络技术    姜航;

单相27.5kV转三相10kV电源装置    丁雅丽;李兴;李旷;

储能变流器并联仿真分析    徐少华;

单周期临界导通PFC转换器控制模式及关键技术研究    李娅妮

异步电动机高频斩波串级调速系统模型及特性的研究    张军伟

低压配电网有源电力滤波器关键技术研究    于晶荣

基于双调制波载波PWM策略的中点电位平衡问题研究    田凯

大功率三电平变频器功率器件损耗研究    景巍

分布式光伏发电微电网供能系统研究    袁建华

面向机车牵引的感应电机传动技术研究    王瑞

LDMOS功率器件的电热效应研究    李梅芝

集成稳压电路系统鲁棒性与快速响应研究    李演明

多轨集成电源稳压及其管理技术研究    陈富吉

基于DSP转台伺服控制系统的设计    吴天柱

三相大功率PWM整流器系统的研究    张晓峻

电力电子装置故障诊断技术研究    从静

多模块并联DC/AC电力变换技术研究    吕世家

多模块并联DC/DC电力变换技术研究    马威

基于直接转矩控制的永磁同步电机伺服系统研究    于中伟

三相AC/DC功率因数校正技术的研究    邓长吉

海洋潮流能发电系统的并网型逆变器设计研究    刘强

基于矢量控制的PWM整流器研究    景小萍

基于智能控制算法的逆变器控制技术的研究    张宏岭

可再生能源发展状况与立法    李俊峰;

光伏发电市场急需政策法规的强力推动    吴达成;

电功率系统的通用定义研究    郑琼林,郝荣泰

变速恒频风电系统应对电网故障的保护电路分析    胡书举;李建林;许洪华;

基于LCL滤波器的双馈风电网侧变换器不同控制结构性能研究    张宪平;李亚西;许洪华;

基于IGBT并联技术的250kW光伏并网逆变器    王宝归;周飞;童亦斌;

绿色能源科技推动电力电子技术新发展    郑琼林;

一种三电平电压型逆变器空间矢量调制方法研究    宋文祥;陈国呈;武慧;孙承波;

蓬勃发展的可再生能源发电产业    李俊峰;

三电平电压型逆变器空间矢量调制算法的研究    吴学智,刘亚东,黄立培

光伏并网功率调节系统及其控制的研究    汪海宁

集群系统的调度算法研究    赵明宇

光伏发电并网与并联关键技术研究    余蜜

基于DSP的电源数字控制研究    李春燕

一种新型的三电平SVPWM控制策略    谢鸣静

太阳能光伏发电系统的研究    孔娟

不平衡电网条件下的PWM整流器控制策略的研究    毛韶华

用于磁浮供电的PWM整流器多重化运行研究    陆书文

基于DSP的PWM整流器控制策略和应用研究    訾振宁

LCL-VSR的控制与设计    刘芳

直驱型永磁风力发电系统低电压穿越技术研究    肖磊

SVPWM在有源逆变中的研究与应用    张少伟

三相单级式光伏并网发电系统综合控制与应用    时智勇

三相光伏并网系统的运行控制研究    王博;李安;向铁元;张均;

1MW光伏并网移动房排风散热设计    王耀邦;

无大容量电解电容式单相光伏并网系统    王喆;宋斌;陈宗祥;

光伏并网系统的混成控制研究    李莎;粟时平;刘桂英;范孝春;黄飞;

离散时间模型预测控制在光伏并网中的研究    郁冲;王锴;

光伏并网电站数据采集监测系统    刘宏;陈慧玲;庞胜利;

三相光伏并网系统的控制策略研究    郑诗程;夏伟;

5kW太阳光伏并网示范电站的研究和开发    滕为公;杨桂红;王冬梅;安利娟;刘光;

Z源光伏并网直接电流单周控制系统    蒋立;郑建勇;

单相光伏并网控制的研究    赵晶;

基于线电流解耦算法的三相光伏并网系统    谭甲凡;

一种三相光伏并网系统的双模运行控制策略    周彦;段善旭;刘飞;殷进军;刘邦银;

基于Z源的光伏并网控制策略研究    蒋立;郑建勇;

不可调度式单相光伏并网装置的平波电容容量的选择    沈玉梁;苏建徽;赵为;余世杰;王斯成;王德邻;

小型太阳能光伏并网系统设计    黄改云;

单相光伏并网逆变器的研究    李练兵;王同广;孙鹤旭;

光伏并网系统反孤岛控制策略研究    金结红;余晓东;余海东;

新型锁相技术在光伏并网系统中的应用    周方圆;龚芬;胡前;彭振江;

单相光伏并网系统及其反孤岛策略的仿真研究    褚小莉;余晓东;

基于DSP太阳能光伏并网系统的应用研究    张海波;孙邦伍;原慧军;刘伟;崔海瑞;

我市开建20兆瓦光伏并网电站    记者 王贺　通讯员 杨锋 学谦

40余项光伏并网关键标准或上半年完成编写    本报记者 王荣

我市光伏并网容量年底将达1000兆瓦    记者 李莎莎

光伏并网标准亟待出台    缪传俊

我的微型分布式光伏并网电站(下)    淄博 田连华

我的微型分布式光伏并网电站(上）    淄博 田连华

江苏 分布式光伏并网容量居全国第一    黄蕾

上半年光伏并网量大增 能源局力促分布式发展    记者 王佑

上半年新增光伏并网容量翻番    国家能源局

中节能光伏并网项目竣工在即    记者 杨文浩

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

光伏并网功率调节系统及其控制的研究    汪海宁

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

大功率光伏并网逆变系统研究    马亮

数字化光伏并网系统的逆变技术研究    张文

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究    马琳

三电平光伏并网逆变器拓扑结构及控制策略的研究    周皓

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

光伏发电系统逆变技术研究    吴春华

单相光伏并网逆变数字控制策略研究与实现    刘伟

光伏并网逆变器及其输出控制研究    刘俊杰

光伏并网控制策略与低电压穿越技术研究    安志龙

光伏并网系统动态建模研究    李怀花

分布式光伏并网逆变系统控制策略研究    梁斌

三相光伏并网控制系统研究    周洪伟

户用光伏并网系统及其控制方法的研究    陈晓高

光伏并网功率调节系统及其控制策略的研究    刘增伦

小功率光伏并网系统的研究与设计    程相普

三相光伏并网系统的统一电能质量控制    胡晓青