基于DSP全数字光伏并网逆变器的三电平控制策略研究

【摘要】：随着世界经济的发展,环境污染与能源短缺的问题愈发严重。太阳能因为其经济性、清洁型等优点备受关注。光伏并网逆变器作为太阳能并网发电系统的核心部件,对其的研究具有重要的理论和现实意义。 目前在光伏系统的实际应用中,其容量和电压高压要求越来越大,传统的两电平逆变器已经逐渐不能满足高压高质量的并网要求。NPC三电平逆变器由于其等效开关频率高、单管承受电压低、输出电压波形好等优点,已经成为当今电力电子和电力传动技术的研究热点。本文首先分析了NPC三电平光伏并网逆变器的基本工作原理和工作状态,总结和比较了几种常用的三电平逆变器PWM波产生方式,尝试提出了一种新的准恒频滞环控制策略,该策略具有跟踪响应好实现简单等优点；其次本文对三电平逆变器常见的中点电位不平衡问题进行分析,并采用了一种软件控制策略对中点电位进行控制。本文还对常见的三相不平衡问题进行研究。 根据理论上的分析研究,针对给定的技术指标,完成了实验样机的硬件部分和软件部分的设计。在硬件方面详细阐述了主回路的搭建,基于TMS320F2812的控制电路、驱动电路以及采样和保护电路的设计;在软件方面对控制系统主程序、中断服务程序、数字PI调节器和锁相环的设计进行了论述。 在以上研究工作的基础上,制作了一台17KW的三电平光伏并网逆变器DC-AC侧变换的样机,并对其进行了实验调试,通过分析测试波形,验证了本文所设计的逆变器DC-AC变换的样机工作性能可靠,控制策略的切实可行性。 【关键词】：三电平逆变器 PWM 中点电位 TMS320F2812
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464
【目录】：

• 目录4-6
• CONTENTS6-8
• 中文摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 选题的背景与意义11-13
• 1.1.1 课题的背景11-12
• 1.1.2 课题实际意义12-13
• 1.2 并网型光伏逆变器的发展13-16
• 1.3 多电平技术的发展与应用16-17
• 1.4 样机的性能指标17-18
• 1.5 论文章节安排18
• 1.6 本章小结18-19
• 第二章 DC-AC的主回路结构及漏电流分析19-27
• 2.1 DC-AC主电路的分析19-21
• 2.1.1 DC-AC电路结构介绍19-20
• 2.1.2 三电平逆变器的稳态工作状态20-21
• 2.2 DC-AC侧滤波电路分析21-22
• 2.3 三电平光伏并网系统中的共模漏电流22-25
• 2.3.1 共模漏电流的形成原因22-23
• 2.3.2 非隔离型三相三电平逆变器的共模漏电流分析23-25
• 2.4 本章小结25-27
• 第三章 NPC三电平逆变器的控制策略27-43
• 3.1 SPWM控制算法27-30
• 3.1.1 SPWM控制算法的基本原理27-28
• 3.1.2 SPWM控制算法的数字实现28-29
• 3.1.3 SPWM控制算法的实验结果29-30
• 3.2 空间矢量PWM(SVPWM)控制策略30-39
• 3.2.1 clark、park变换在三相交流量中应用30-33
• 3.2.2 三电平SVPWM算法数字化实现33-37
• 3.2.3 三电平SVPWM算法的仿真与实验分析37-39
• 3.3 准恒频的滞环控制策略39-42
• 3.3.1 准恒频的滞环控制策略的基本原理39-41
• 3.3.2 准恒频的滞环控制策略的仿真和实现41-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 中点电位平衡控制和三相不平衡控制43-55
• 4.1 NPC三电平逆变器中点电位平衡控制策略43-49
• 4.1.1 NPC三电平逆变器中点电位不平衡的原因43-44
• 4.1.2 几种中点电位平衡的控制策略44-45
• 4.1.3 平衡因子控制方法的原理和可行性分析45-48
• 4.1.4 实验验证及分析48-49
• 4.2 三相不平衡控制策略49-54
• 4.2.1 三相不平衡电压分析49-51
• 4.2.2 相移因子的设计51-52
• 4.2.3 三相负载不平衡实验及分析52-54
• 4.3 本章小结54-55
• 第五章 光伏并网逆变器的系统软硬件设计55-69
• 5.1 系统的构成55-56
• 5.2 开关管的选择56-57
• 5.3 驱动电路的设计57-60
• 5.3.1 驱动器件A312057-58
• 5.3.2 驱动保护延迟电路58-60
• 5.4 基于DSP的控制电路的设计60-62
• 5.4.1 控制电路的芯片选型60-61
• 5.4.2 DSP的A/D转换电路61-62
• 5.5 采样及保护电路的设计62-65
• 5.5.1 电网电压采样电路62
• 5.5.2 并网电流采样及保护电路62-64
• 5.5.3 漏电流检测电路64-65
• 5.6 系统的软件设计65-68
• 5.6.1 主程序的设计65-66
• 5.6.2 中断服务程序的设计66-67
• 5.6.3 双环PI调节器和锁相67-68
• 5.7 本章小结68-69
• 第六章 总结与展望69-71
• 附录71-74
• 实验样机图片74-77
• 参考文献77-83
• 致谢83-84
• 学位论文评阅及答辩情况表84

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

采用电流滞环调节器的电压矢量控制PWM整流器系统    赵振波,李和明,董淑惠

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;

一种变环宽准恒频电流滞环控制方法    洪峰;单任仲;王慧贞;严仰光;

基于零序分量注入的三电平PWM整流器目标优化控制    原熙博;李永东;王琛琛;

三相并联有源滤波器输出滤波器设计方法研究    武健,何娜,徐殿国

三电平逆变器SHEPWM优化方法的研究    胡存刚;王群京;夏秋实;姜卫东;

60°坐标系下三电平逆变器SVPWM的实现    苟斌;冯晓云;

基于改进锁相环的单相光伏并网逆变器研制    杨恢宏;沈定坤;蒋怀贞;翟登辉;

电压空间矢量调制与常规SPWM的比较研究    熊健,康勇,张凯,陈坚

中点电位平衡的三电平逆变器SVPWM简化算法及其实现    张崇巍;苑春明;张兴;

并网型单相光伏逆变器的研究    张洪亮

1KW光伏并网发电系统的实现    王章权

三电平变换器SVPWM关键技术研究    苑春明

太阳能（光伏）应用系统优化控制的研究    姚雪梅

工频隔离的光伏并网逆变器的研制    金结红

高频隔离式光伏并网逆变器的研制    林东栋

三电平逆变器关键技术及实验研究    江涛

单相非隔离型光伏并网逆变器DC-AC变换的研究与实现    邓斌

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

交流感应电机无速度传感器矢量控制系统设计    徐中领;李桥梁;

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

校验氧化锌避雷器带电测试仪的新方法    朱琦;王刘芳;王庆军;汪宇;

利用PSPICE仿真分析PWM控制电路    赵涛,姜卫东

基于定子磁链的异步电动机软启动仿真研究    岳强;郭兴众;

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

适用于农网的中小功率风力发电电源研究    汪洋;成立;

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;

琅琊山电站机组变频启动时转子位置计算的介绍    汪卫平;

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;

变频器调速系统在煤矿高强皮带中的设计及应用    李双双;

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;

基于SOPC的三电平光伏逆变器SVPWM的设计与实现    杜超;陈阿莲;段彬;张承慧;

永磁同步电机谐波电流分析及其对转矩的影响研究    王晓远;周巍;

光伏并网逆变系统MPPT算法仿真与研究    刘鑫;石景波;

基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究    王立飞

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

虚拟倒立摆系统的控制研究    郑洪波

太阳能辅助热泵多功能复合机的电气化改进及其控制    马秋环

基于ARM的SVG型低压无功补偿控制器的研究    张永臣

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

基于运动控制的虚拟样机技术的研究    杨列坤

我国光伏产业多“为他人做嫁衣裳”    

小功率光伏并网逆变器控制系统的设计    李进国,金新民

多电平PWM控制技术发展    李永东;高跃;

基于DSP的小功率光伏并网逆变器的设计    杨军;金新民;童亦斌;

UPS电源输出变压器的偏磁分析    涂方明,王志飞,孙巍

太阳能光伏电池综述    成志秀;王晓丽;

有源电力滤波器中交流同步采样的实现    刘小端,曾国宏

三电平中点箝位式逆变器SVPWM方法的研究    宋文祥,陈国呈

并网光伏系统最大功率点跟踪控制的一种改进措施及其仿真和实验研究    杨海柱;金新民;

三相电路瞬时无功功率理论的研究    王兆安;李民;卓放;

光伏并网系统最大功率跟踪及反孤岛运行控制方法研究    曹建博

小型光伏发电系统逆变并网装置的研制    吕茵

单相5kw光伏并网逆变器的研制    汤济泽

光伏发电系统并网控制及最大功率跟踪的研究    郝宁

光伏并网控制方法和系统的研究    汪进进

CPLD在电力电子变换技术中的应用    叶剑利

光伏并网/独立供电两用逆变电源的研究    吴杰

可再生能源并网逆变器的研究    汪飞

三电平变换器控制策略的研究    桂红云

多电平变换器SVPWM矢量发生技术研究    徐剑飞

基于DSP的光伏逆变并网的同步控制    刘立强;张淼;

基于DSP的20kW单相并网光伏逆变器    陈兴峰,曹志峰,焦在强,许洪华

电压型PWM并网逆变器    夏小荣;陈辉明;蒋大鹏;

3kW单相可再生能源并网逆变器设计    文劲松;戴瑜兴;刘伟;

永磁风力机并网逆变器的研究    李举成;易灵芝;李明;何素芬;

并网逆变器控制系统软件设计    姚为正;肖飞;张国菊;刘刚;

基于DSP风力发电双重化并网逆变的数字控制系统    郭建军;阳春华;

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;

基于改进载波调制算法三电平并网逆变器研究    江涛;张兴;张崇巍;王付胜;

小功率光伏并网逆变器    王守仁;金新民;杨海柱;

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;

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;

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;

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;

并网逆变器直流注入控制策略研究    郭小强;邬伟扬;关雅娟;

基于dsPIC的光伏并网发电系统研究    叶刚;

自主研制的10kW太阳能并网发电系统    于元;张志文;王文静;刘波;

LCL并网逆变器入网电流控制技术研究    徐志英;许爱国;谢少军;汤雨;

并网调节的不间断光伏电源    郑万雷;刘文良;

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

上广电与AE联合抢滩中国太阳能并网逆变器市场    杨娜

16家入围关键设备目录企业受益    本报记者 邢佰英

云南无线电公司与Power-One公司签署光伏并网逆变器项目合作协议    记者 陈文忠

光伏发电若要并网 直流先要变成交流    姜小莉 左裔

黑龙江省首个大型太阳能电站通过可研    通讯员 于莉杰

我省首个太阳能发电项目启动    曹红涛 于莉杰

黑龙江首个并网太阳能工程启动    通讯员 于莉杰　记者 桑学勇

新疆油田利用新能源擦亮一片天    记者 张文鸣

并网逆变器关键技术研究    姚志垒

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

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究    马琳

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

多重电枢混合励磁风力发电系统的研究    杨勇

LCL型并网逆变器的解耦控制与优化设计    薛明雨

LCL滤波并网逆变器的数字单环控制技术研究    殷进军

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

微网多目标优化运行及控制策略研究    崔明勇

微电网三相并网逆变器硬件研究与设计    周迪

基于模糊控制技术的三相光伏并网逆变器的研究    彭倬

单相光伏并网逆变器的研制    施韵

两级式光伏并网逆变器及其功率解耦研究    王翀

基于间歇性双边无功率扰动的三相并网逆变器孤岛检测研究    张俊

单相单级工频隔离光伏并网逆变器的研制    吴晓宾

低成本小功率光伏并网逆变器研究    丰瀚麟

光伏并网逆变器的研究    曹建平

规模化太阳能光伏并网逆变器控制策略的研究及实现    刘海军

500W光伏并网逆变器的设计    朱铭炼