三相光伏并网逆变器的研制及SVPWM算法的实现

【摘要】：随着全球经济的持续增长,人们发现能源的短缺与环境的保护成为严重制约全球经济的主要问题。人类急需一种可再生资源丰富的和无污染的新能源,通过多年来的研究发现,太阳能是未来新能源的主要能源,太阳能具有很多优点符合人类的要求。发展和利用太阳能成为了解决当前世界上能源问题的主要方向,光伏并网发电系统是利用太阳能的主要方式。 通过对光伏并网发电系统的理论分析,硬件电路原理的阐述,逆变电路结构的设计以及确定的总体设计方案,本文决定在太阳能光伏并网逆变电路过程中,使用DC-DC升压Boost电路、高频链DC-HFAC逆变电路拓扑结构、矩阵式三相变换,三级电路拓扑结构,直接使太阳能电池板的直流输入逆变成为可以并网的三相工频交流电。并对三级结构中脉宽调制分别使用PWM脉宽调制、SPWM正弦波脉宽调制、SVPWM空间矢量调制,对矩阵式变换器结构中,加入死区时间来保护逆变电路,并通过SVPWM调制补偿死区时间,使其光伏并网发电系统的输出三相交流电与国家电网的交流电保持电流、电压、频率、相位、谐波的一致性。本文的主要研究内容如下： 1、对光伏发电系统的类型进行了简单的介绍,分析了每个光伏发电系统的应用场合,对本文所使用的光伏并网发电系统着重的分析,确定光伏并网发现系统的研究工作。 2、介绍了三相光伏并网逆变器的种类,并对光伏并网逆变器的主电路的电路拓扑结构进行了分析,确定了三相光伏并网逆变器的系统整体设计方案。分别对设计方案中的三级结构进行了分析：DC-DC升压电路、高频链逆变电路、矩阱式变换电路。通过对其原理以及工作过程的分析,介绍了整体的设计方案。 3、深入的分析了当前国内外逆变过程中的,所使用的三种调制技术：PWM调制技术、SPWM调制技术、SVPWM调制技术。根据三种调制技术的不同特点,分别应用于本文设计的光伏并网逆变器的三级结构中。 4、分析了在矩阵式变换器中关于安全换流的问题,提出了加入死区时间来保护逆变主电路的方法,并通过SVPWM空间矢量调制,对死区效应进行补偿的策略,即保护了光伏并网逆变器的主电路系统,又可以保证系统输出的三相交流电的质量。 5、分析了光伏发电系统在并网过程中有关MPPT最大功率点跟踪以及孤岛效应的检测。通过仿真结果,比较通过本文设计光伏并网逆变器输出的三相交流电与国家电网相交流电,肯定了本文的设计方案,输出三相交流电的的波形与国家电网相交流电的波形一致,电流、电压、频率、相位、谐波的一致。 【关键词】：光伏并网发电系统 高频链 矩阵式变换器 SVPWM
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题研究的背景和意义10
• 1.2 国内外光伏逆变器的发展和前景10-11
• 1.2.1 国外光伏产业的当前发展10-11
• 1.2.2 国内光伏产业的发展11
• 1.3 三相光伏并网逆变器的发展现状和前景11-13
• 1.4 光伏发电系统的分类13-16
• 1.4.1 独立式光伏发电系统13-14
• 1.4.2 并网光伏发电系统14-15
• 1.4.3 互补型光伏发电系统15-16
• 1.5 本文主要的研究内容16-18
• 第二章 光伏并网逆变器的设计方案18-27
• 2.1 系统的总体方案设计18-23
• 2.1.1 光伏并网逆变器的种类18-19
• 2.1.2 光伏并网逆变器的电路拓扑结构19-21
• 2.1.3 光伏并网逆变器的系统方案21-23
• 2.2 光伏并网逆变器工作原理23-26
• 2.2.1 前置DC-DC升压电路23-24
• 2.2.2 后置DC-HFAC高频逆变电路24-25
• 2.2.3 矩阵式三相变换25-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 光伏并网逆变器的调制技术27-37
• 3.1 PWM调制技术27-29
• 3.1.1 PWM基本原理27-28
• 3.1.2 PWM在逆变器中调制28-29
• 3.2 SPWM调制技术29-33
• 3.2.3 SPWM调制原理29
• 3.2.4 单极性SPWM调制29-30
• 3.2.5 SPWM调制方式30-31
• 3.2.6 SPWM调制技术31
• 3.2.7 SPWM波形调制31-33
• 3.3 SVPWM调制技术33-36
• 3.3.1 SVPWM的优点33
• 3.3.2 SVPWM调制原理及实现33-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 逆变器死区补偿策略37-45
• 4.1 安全换流失败的原因37-38
• 4.2 矩阵式变换器死区效应分析38-41
• 4.3 基于SVPWM的死区补偿策略41-43
• 4.4 仿真结果43-44
• 4.5 本章小结44-45
• 第五章 光伏逆变器的并网策略45-52
• 5.1 太阳能电池板输出的最大功率点控制45-48
• 5.1.1 MPPT干扰观测法45-46
• 5.1.2 电导增量法46-47
• 5.1.3 模糊逻辑控制47-48
• 5.2 光伏并网系统中的孤岛效应48-49
• 5.2.1 孤岛效应的产生48-49
• 5.2.2 光伏并网系统中孤岛效应的检测49
• 5.3 光伏并网系统的仿真结果49-51
• 5.4 本章小结51-52
• 第六章 总结与展望52-54
• 6.1 总结52
• 6.2 下一步工作展望52-54
• 参考文献54-57
• 发表论文和科研情况说明57-58
• 致谢58

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

国内外光伏发电的新进展    昌金铭;

矩阵变换器研究综述    易灵芝;谭平安;朱建林;王根平;

基于TMS320F2808的矩阵变换器的研究与实现    陈华星;廖力清;

基于Boost变换器的光伏并网逆变控制系统研究    许颇;张崇巍;张兴;曹仁贤;

电力电子集成技术的现状及发展方向    王兆安,杨旭,王晓宝

基于前馈解耦的三相PWM整流器研制    沈传文;刘玮;路强;张晶晶;

光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法    董密;罗安;

太阳能光伏发电知识问答(二)    李钟实;

光伏系统最大功率点跟踪控制仿真模型    李炜;朱新坚;

太阳能光伏发电在建筑中的应用及前景    刘玉娜;田琦;吴晓庆;

FPGA应用技术及在电力系统中的应用前景    张志杰,叶海峰,汪翔

基于MATLAB的Buck/Boost直流变换器仿真    韩学民;

MATLAB/Simulink在《电力电子技术》教学研究中的应用    吴剑威;唐立新;

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

利用PSPICE仿真分析PWM控制电路    赵涛,姜卫东

光伏并网发电的最大功率点跟踪算法研究    王桂英;史金玲;纪飞;王欢;

全数字化抗三相不对称光伏正弦波逆变电源    叶爱芹;潘颖;

变频技术在医院污水处理工程中的应用    王军邦;

直流脉宽数字调速系统中电磁干扰的解决方法    张均华 ,肖国春 ,徐峰 ,王兆安

有源逆变中SPWM工频误差问题的研究    闫国琦;李继宇;李明;魏得仙;梅慧兰;

琅琊山电站机组变频启动时转子位置计算的介绍    汪卫平;

太阳能光伏发电与建筑一体化技术在节能建筑中的应用    张萍;郭伟;

The Sliding Mode Control Method of Grid-Connected Inverter Applied to Three-Phase Intermittent Power Supply    

双馈风力发电系统中整流电路控制策略研究    张海光;沈艳霞;纪志成;周文晶;

基于PLC控制的PWM调节电容型SVC的研究    韩琳;李士杰;方科;张进;

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

基于LonWorks的新型风机控制器    唐鹏辉;张云贵;王丽娜;

基于STC89C52单片机PWM调速控制系统的硬件设计    刘紫晶;

TMd-50系列高压变频器在梅钢1780热连轧的应用    王文娟;

一种采用多重化整流技术的低谐波逆变弧焊电源    张光先;尹海;苗华伟;刘晨;

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

基于磁开关和带状线的长脉冲、超低阻抗脉冲发生器及其相关技术研究    杨实

变转速泵控差动缸及低能耗注塑机技术研究    张红娟

永磁风力发电机分布式直流并网变流器的研究与实现    张洪阳

磁性液体微压差传感器的理论及实验研究    郝瑞参

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

四象限级联型多电平高压大功率逆变器控制系统研究    刘子建

双PWM变频器及其协调控制技术研究    郑征

基于微分几何理论电力电子变换器非线性复合控制研究    乐江源

多变换器模块串并联组合系统研究    陈武

基于DSP的铜材连铸水平牵引变频调速控制系统研究    汪鹏飞

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

改善永磁接触器动态分断过程的方法研究    张钢岭

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

基于DSP的异步电动机软起动控制系统研究    肖大志

PID参数自整定方法研究与控制器研制    孟祥泉

宽范围输入逆变器的研制    於晓龙

基于软开关技术的不平衡半桥式逆变电源设计    梁保锋

电动摩托车用六相无刷电机控制系统的研究    王宏伟

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

矩阵变换器的发展与展望    陈泊时

分布式发电及其对电力系统的影响    梁才浩,段献忠

发电厂10kV及以下供电系统接地保护应用    廖成虎,周跃忠,姚晓峰,王国伟,高春如

一种用于光伏发电系统的新型高频逆变器    张超,何湘宁

含有分布式发电装置的电力系统研究综述    王建;李兴源;邱晓燕;

输入非平衡条件下矩阵变换器两种电流偏置角调制策略的谐波分析    易灵芝,李志勇,朱建林,王根平,丁伟,唐广迪

矩阵变换器在非对称输入电压情况下的一种改进控制法    王辉,张志学

基于改善电压传输比的矩阵变换器研究    郭有贵,喻寿益,朱建林

基于固定环宽的矩阵变换器的滞环电流控制策略的研究    王辉,卢娟,杜建辉,张志学,王耀南

三相光伏并网系统设计及其控制算法研究    王健

株洲南车时代电气股份有限公司250kW/500kW光伏并网逆变器通过TUV认证    

光伏发电系统及其应用    刘志军;魏塔;

三电平光伏并网逆变器共模电压SVPWM抑制策略研究    罗北;和军平;彭志辉;吴学智;

小功率光伏并网逆变器    王守仁;金新民;杨海柱;

带孤岛效应检测的单周控制三相并网逆变器    于小辉;梁志珊;

光伏并网系统研究    曹海红;

阳光电源并网光伏逆变器率先通过“金太阳”认证    何为;

一种高频环节并网逆变器的实现方案    陈潼;赵荣祥;

基于无差拍控制的并网逆变器    刘伟;戴瑜兴;文劲松;

基于TMS320LF2407A的软件锁相环的设计与实现    安小丹;梁晖;

微网中并网逆变器的一种改进下垂控制策略研究    史玉立;

基于频率偏移法的光伏并网逆变器孤岛检测    陈曦;李亚楠;陈阿莲;杜春水;张承慧;

叠加载波相移SVPWM调节控制方法研究    陈元娣;朱忠尼;

SVPWM和SPWM的内在联系以及简化的SVPWM算法    吴爱国;朴成洙;杨仁刚;

一种基于dsPIC30F4011的并网逆变器锁相控制方法    何占宁;夏东伟;刘玉朋;马秀秀;

SVPWM逆变器低次电压谐波分析    余仕求;

1kW潮流能发电装置逆变器SVPWM技术的研究与应用    张少杰;段铁群;杨勇;张亮;

基于幅相控制和简化SVPWM的变频器能量回馈系统    朴成洙;吴爱国;杨仁刚;

基于间接电流控制的改进型双BUCK并网逆变器    侯世英;肖旭;彭文雄;张闯;

基于开关函数的SVPWM变频器控制方法    陈辉;雷淮刚;杨喜军;

京仪绿能光伏并网逆变器通过国际权威认证    黄倩

吕全亚：把复杂问题简单化    本报记者 孙人杰　实习生 钟天翼 黄星

兆伏集团昂首光伏产业第一方阵    记者 姚秀峰

光伏逆变器在扬并网    记者 邹平　季煜

光伏发电若要并网 直流先要变成交流    姜小莉 左裔

世博会为我国光伏产业提供范本    辛桦

曹仁贤：清洁高效能源的守护者    本报记者 朱艳燕

北京大型光伏逆变器基地奠基    记者 涂露芳

过度依赖国外市场 中国光伏优势未显    实习记者 孟凡君

世博会为我国光伏产业做示范    特约记者 顾定槐

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

并网逆变器关键技术研究    姚志垒

模块化非隔离光伏并网逆变器及发电系统研究    张犁

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究    马琳

基于并网逆变器电能质量与变换效率的若干关键技术研究    杨波

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

分布式发电中三相三电平并网逆变器的若干关键技术研究    王鹿军

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

非正交坐标系SVPWM理论分析与混合型APF应用研究    刘昊

单相光伏并网逆变器的研制    施韵

光伏并网逆变器的研究    曹建平

500W光伏并网逆变器的设计    朱铭炼

两级式光伏并网逆变器及其功率解耦研究    王翀

低成本小功率光伏并网逆变器研究    丰瀚麟

10kW光伏并网逆变器的研制    刘志强

基于模糊控制技术的三相光伏并网逆变器的研究    彭倬

具有无功补偿功能的串联型Z源并网逆变器研究    丁久东

1kVA单级式光伏并网逆变器的研制    孙继健

单相单级工频隔离光伏并网逆变器的研制    吴晓宾