三相光伏并网逆变装置的研制

【摘要】：太阳能是最重要的可再生能源之一，近些年来光伏发电产业发展迅猛。其中并网发电已经成为光伏发电的主要趋势。作为并网发电系统能量转换与控制的核心装置，光伏并网逆变器成为电力电子行业研究和开发的热点。由于光伏并网逆变器的容量较大，为了降低系统损耗，一般采用较低的开关频率。若采用L型滤波器连接逆变桥和电网，则需要较大的电感值，增加了体积和成本，降低了控制响应速度。所以在中高功率等级的并网逆变器系统中，通常采用LCL型滤波器来代替L型滤波器。本文针对基于LCL型滤波器的三相光伏并网逆变器，开展了以下研究工作： 1、分析了三相光伏并网逆变器的拓扑结构，选择三相全桥逆变拓扑作为主电路拓扑；推导了基于L型滤波器和LCL型滤波器的三相光伏并网逆变器的状态空间数学模型；对逆变器的两种调制技术进行比较分析，重点阐述了空间矢量脉宽调制（SVPWM）的原理。 2、采用电网侧电感电流和电容电流的双环控制策略，在分析重复控制与双环PI控制的互补特性的基础上，将重复控制器与双电流环并联以提高三相光伏并网逆变器的稳态性能，设计了基于电网电压定向的复合控制方案。 3、利用Matlab平台搭建了三相光伏并网逆变器的仿真模型，通过仿真实验，验证了引入重复控制的复合控制方案能够进一步降低并网电流畸变，提高并网电流波形质量。 4、设计了三相光伏并网逆变器样机的硬件系统，包括主电路中主要元器件的参数设计和以TMS320F28035为主控芯片的控制电路中的信号采样电路，对采样电路进行了硬件实验测试，为进一步的样机实验打下了基础。 【关键词】：并网逆变器 LCL 滤波器 SVPWM 重复控制
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 课题研究的背景与意义11-13
• 1.2 并网逆变器的研究现状13-18
• 1.2.1 光伏并网逆变器概述13-15
• 1.2.2 交流侧滤波器及其控制策略15-18
• 1.3 本文主要研究内容18-20
• 第二章 三相光伏并网逆变器基本原理20-38
• 2.1 三相光伏并网逆变器的电路拓扑20-22
• 2.2 三相光伏并网逆变器的建模22-26
• 2.2.1 基于 L 型滤波器的并网逆变器数学模型22-25
• 2.2.2 基于 LCL 型滤波器的三相光伏并网逆变器的数学模型25-26
• 2.3 逆变器脉宽调制方式26-37
• 2.3.1 正弦脉宽调制27-28
• 2.3.2 空间矢量脉宽调制28-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第三章 三相光伏并网逆变器控制算法设计38-59
• 3.1 控制算法概述38-42
• 3.1.1 并网逆变器的电流控制技术38-39
• 3.1.2 直接电流控制算法39-42
• 3.2 控制算法设计42-49
• 3.2.1 基于电网电压定向的矢量控制44-47
• 3.2.2 电网侧电感电流和电容电流的双环控制策略47-49
• 3.3 PI+重复控制算法49-58
• 3.3.1 重复控制的基本原理50-52
• 3.3.2 重复控制的基本结构52-53
• 3.3.3 重复控制算法的设计53-58
• 3.4 本章小结58-59
• 第四章 三相光伏并网逆变器系统仿真59-68
• 4.0 基于双环 PI 控制的三相光伏并网逆变器仿真59-60
• 4.1 控制模块仿真模型60-61
• 4.2 SVPWM 模块仿真模型61-63
• 4.3 仿真结果63-65
• 4.4 基于双环 PI+重复控制的三相光伏并网逆变器仿真65-67
• 4.4.1 双环 PI+重复控制算法仿真65-66
• 4.4.2 仿真结果对比66-67
• 4.5 本章小结67-68
• 第五章 三相光伏并网逆变器样机硬件设计68-86
• 5.1 三相光伏并网逆变器样机系统结构68-70
• 5.2 三相光伏并网逆变器样机主电路元器件设计70-74
• 5.2.1 直流侧电力电容滤波器参数设计70-71
• 5.2.2 智能功率模块选取71
• 5.2.3 LCL 型滤波器参数设计71-74
• 5.3 三相光伏并网逆变器控制电路设计74-81
• 5.3.1 芯片选择75-77
• 5.3.2 电网电压检测电路的设计77-78
• 5.3.3 交流电流检测电路的设计78-79
• 5.3.4 电网电压过零检测电路的设计79-81
• 5.3.5 智能功率模块外围驱动电路81
• 5.4 硬件实验结果81-85
• 5.4.1 电网电压检测电路实验波形与分析82-83
• 5.4.2 电网电压过零检测电路实验波形与分析83
• 5.4.3 电网电流检测电路实验波形与分析83-85
• 5.5 本章小结85-86
• 总结和展望86-88
• 参考文献88-91
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果91-92
• 致谢92-93
• 附件93

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

绿色能源科技推动电力电子技术新发展    郑琼林;

基于电网电压矢量定向的三相并网逆变系统设计    王要强;周杨;

基于输出电流控制的光伏并网逆变电源    张承慧;叶颖;陈阿莲;杜春水;

重复控制综述    李翠艳,张东纯,庄显义

基于状态反馈控制和重复控制的逆变电源研究    张凯,康勇,熊健,陈坚

基于双环控制的三相SVPWM逆变器研究    李勋,朱鹏程,杨荫福,陈坚

预测电流无差拍控制的并网型三相光伏逆变器    张喜军;焦翠坪;任晓鹏;穆桂霞;

太阳能并网输出LCL滤波器的设计    杜少武;赵钦;张胜;

基于DSP高速信号处理器的空间电压矢量PWM技术的研究与实现    王晶晶,徐国卿,徐铁柱,程曙,王麾

电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法仿真实现及分析    田亚菲,何继爱,黄智武

光伏产业国际竞争力研究    陈晓燕

基于重复控制理论的逆变电源控制技术研究    陈宏

基于LCL滤波器的三相三线并网变流器若干关键技术研究    仇志凌

大功率光伏并网逆变系统研究    马亮

LCL型并网逆变器的解耦控制与优化设计    薛明雨

基于模糊控制技术的三相光伏并网逆变器的研究    彭倬

基于重复控制理论的光伏并网逆变器输出控制的研究    张娜

PID控制器参数整定方法及其应用研究    曹刚

三相逆变电源的数字化实现及电磁兼容性研究    张永丽

数字控制SPWM逆变器研究    张蓉

基于DSP的SVPWM逆变器的研究    孙立

基于内模原理的逆变器波形控制技术研究    周亮

基于DSP的全数字化SVPWM三相逆变器闭环系统    定明芳

基于重复控制和预测控制的逆变电源控制研究    邓嘉

基于Simulink的三相Z源逆变器SVPWM仿真研究    蔡交明;江明;张永;

一体化教学在电力电子技术课程中的应用    赵彩红;崔艳艳;

基于交-交变频技术实现异步电动机重载起动的研究    雷慧杰;张艳伟;

组合式变流器错时矢量调制技术及并联控制方案    张钢;刘志刚;沈茂盛;刁利军;

一种简化SVPWM控制的死区分析与补偿方法    胡细波;王洪诚;王钰涵;王秀娟;

主动攻击水雷出水姿态控制和弹道仿真    肖敏;史忠科;

模糊PID在管道机器人电缆恒张力控制中的应用    秦彪;黄民;李天剑;

永磁同步电动机控制方法研究    黄骏;白连平;

基于Ackermann公式的滑模控制设计方法    彭亚为;杜彬;陈娟;

基于扩展状态观测器的变结构控制及其应用    陈杰;靳添絮;白永强;

基于二维混合模型的最优重复控制    兰永红;吴敏;佘锦华;

伺服系统位置控制中基于扩展状态观测器的变结构控制    靳添絮;刘立;陈树新;卢月品;

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

卷取机和开卷机张力自动控制    刘茜;

光伏并网逆变系统MPPT算法仿真与研究    刘鑫;石景波;

具有不确定参数时滞控制系统的滑动模分数阶补偿器方法    陈宁;台永鹏;

基于dsPIC的光伏并网发电系统研究    叶刚;

基于重复控制的逆变器并联技术    亓迎川;胡荣强;

永磁同步电动机转矩脉动分析与削弱    吴茂刚;赵荣样;

Global Fast Terminal Sliding Mode Control for Direct Drive XY Table by Permanent Magnet Linear Synchronous Motor    

数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用    杨金辉

多电平逆变器通用调制策略和电容电压平衡研究    蔡凯

并联型有源电力滤波器谐波检测及控制技术研究    谢斌

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

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

交通流的非线性分析、预测和控制    张勇

微网控制及小信号稳定性分析与能量管理策略    苏玲

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

共振式水泥混凝土路面破碎车控制及故障诊断系统的关键技术研究    张平均

基于连续—离散二维模型的周期系数线性系统鲁棒重复控制设计    周兰

基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究    杨亮

基于DSP+FPGA的永磁同步电动机伺服驱动器研究    凌刚

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

智能高压TSC无功补偿装置的研制    赵秋山

船用汽轮机汽封压力控制及仿真研究    蓝岚

多模块并联DC/AC电力变换技术研究    吕世家

统一电能质量调节器检测及控制方法的研究    吕翠玉

三相光伏并网发电系统研究    雷家宁

大功率广义有源电力滤波器的研究    秦志清

风光联合发电系统建模与设计    陈丽

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;

小功率单相并网逆变器并网电流的比例谐振控制    马琳;金新民;唐芬;梁京哲;

电功率系统的通用定义研究    郑琼林,郝荣泰

鼓励节能建筑的财税激励政策国际经验分析    张扬;康艳兵;

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;

绿色能源科技推动电力电子技术新发展    郑琼林;

电力电子和电机传动的最新进展(一)    B.K.博斯;王聪;

电力电子和电机传动的最新进展(二)    B.K.博斯;王聪;

基于LCL滤波器的单相并联有源滤波器控制技术研究    唐诗颖

基于分频控制的并联型APF关键技术研究    张树全

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

基于状态空间理论的PWM逆变电源控制技术研究    彭力

PWM逆变器传导电磁干扰的研究    裴雪军

变速恒频风力发电系统运行与控制研究    刘其辉

中高压功率变换相关技术的基础研究    费万民

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

经济全球化背景下美国跨国公司战略管理研究    徐涛

数字控制PWM逆变电源关键技术研究    孔雪娟

基于DSP的在线式UPS数字化控制技术研究    王大庆

基于DSP的单芯片数字控制UPS电源    熊乐进

基于DSP的移相全桥高频链逆变器的研制    张玉明

基于DSP的交流稳流源数字控制研究    李勇明

三相逆变器DSP控制技术的研究    杨成林

矢量控制系统中优化PWM控制策略的研究    李峰

基于DSP的PWM变频调速系统的设计    米雪涛

基于实时谐波分析的逆变器波形控制技术研究    仇志凌

单相逆变器重复控制和双环控制技术研究    李俊林

SPWM逆变器带极点配置的重复控制研究    田斌

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;

光伏并网标准亟待出台    缪传俊

江苏 分布式光伏并网容量居全国第一    黄蕾

上半年新增光伏并网容量翻番    国家能源局

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

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

上半年光伏并网量大增 能源局力促分布式发展    记者 王佑

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

光伏并网逆变系统控制策略研究    郭晓瑞

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

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