光伏并网系统逆变器控制技术及共模电流研究

【摘要】：近年来国际社会对风能、太阳能、潮汐、地热等新能源的开发非常重视。然而光伏系统发出的直流电能无法直接输送给交流电网，需要通过逆变器将其转变为交流电输送给电网。因此，逆变器的并网控制研究具有重要意义和广阔的应用前景。共模电流问题是光伏并网系统中的另一个重要问题，德国DIN VDE 0126-1-1对共模电流做出了相关规定。当共模电流超过规定值时，系统必须在规定的时间内断开。因此逆变器并网控制策略与如何抑制共模电流这两方面作为本文的研究重点。 首先，本文针对并网接口逆变器输出电流需要快速动态响应的运行特点，采用电流滞环控制方法控制逆变器并网，针对传统滞环电流控制开关频率高的缺点，本文设计一种基于低开关损耗的新型滞环控制方法，与传统的滞环控制方法相比，在保证并网电流质量的同时大大减小了平均开关频率，从而减少了开关损耗。 其次，考虑到共模电流在光伏并网系统中的重要性，建立了共模模型。本文首先对单相光伏并网系统中的共模电流问题做了详细的分析。通过分析可知，共模电流与调制技术和电感的安放位置相关。针对上述特点，设计了能够抑制共模电流的新型单相光伏并网系统，与传统的基于单极性调制技术和双极性调制技术的全桥逆变器系统相比，此结构不但能消除系统产生的共模电流，而且能提高系统效率和并网电流质量，从而提高光伏并网系统的整体性能。 最后，本文对三相光伏并网系统中的共模电流问题做了简要分析，对几种常见的控制方法进行了共模电流分析，通过仿真分析与对比，不难发现，本文设计的基于低开关损耗的新型滞环控制方法在抑制共模电流方面也具有一定的优势。 【关键词】：并网逆变器 滞环电流控制 开关损耗 共模电流
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 三相并网逆变器研究现状及发展方向11-16
• 1.2.1 三相并网逆变器主电路拓扑11-13
• 1.2.2 三相并网逆变器并网控制方式13-15
• 1.2.3 三相并网逆变器发展方向15-16
• 1.3 本文研究内容16-17
• 第2章 基于低开关损耗的新型滞环控制方法及锁相环技术17-34
• 2.1 三相并网逆变器主电路拓扑17-19
• 2.2 基于三相坐标系下的滞环控制技术19-20
• 2.3 基于低开关损耗的新型电流滞环控制20-23
• 2.3.1 新型电流滞环控制技术原理20-22
• 2.3.2 开关管触发信号的逻辑表达式22-23
• 2.4 两种滞环电流控制方法的仿真对比分析23-29
• 2.5 锁相环技术29-32
• 2.5.1 三相锁相环设计29-31
• 2.5.2 三相锁相环仿真31-32
• 2.6 本章小结32-34
• 第3章 单相光伏并网系统共模电流分析34-46
• 3.1 电磁兼容及电磁干扰34-35
• 3.2 单相光伏系统结构35-36
• 3.3 共模模型分析36-39
• 3.4 几种常见调制技术下的共模电压分析39-42
• 3.4.1 双极性调制技术39
• 3.4.2 单极性调制技术39-40
• 3.4.3 单极性倍频式调制技术40
• 3.4.4 带有交流旁路的全桥逆变器系统40-42
• 3.5 仿真结果与分析42-45
• 3.6 本章小结45-46
• 第4章 三相光伏并网系统共模电流分析46-53
• 4.1 三相光伏系统结构46
• 4.2 三相共模模型分析46-49
• 4.3 几种常见控制方法下的共模电流仿真分析49-52
• 4.4 本章小结52-53
• 结论53-55
• 参考文献55-58
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果58-59
• 致谢59-60
• 作者简介60

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