光伏并网发电系统电磁兼容研究

【摘要】： 随着环境污染的加大及传统能源的日益紧缺,改善能源结构与发展可再生新能源,提高电能的质量已经成为我国能源发展的战略性措施。近年来随着电力电子技术的进步及国家政策的扶持,太阳能发电以其资源丰富、无污染、建设周期短等优点引起了人们的广泛关注。由于太阳能并网系统中使用了大量的电力电子器件,使系统的电磁兼容性问题突显出来,成为工程及科研人员关注的焦点,随着并网系统的增加影响其兼容性变得更加重要。 本文以6KVA三相光伏并网逆变器为研究对象,分析了逆变器系统主要干扰源、耦合途径及敏感设备,对逆变系统电磁兼容性做了详细设计。这些设计包括(1)电源系统差模和共模EMI滤波器的设计。(2)对系统的硬件电路和软件进行抗干扰设计;分析了PCB的基本特性及其布线原则,使其在设计PCB时得到了很好的运用;分析了系统的接地、屏蔽,为了达到良好的屏蔽效果对系统的外壳结构做了详细的设计;设计了浪涌电压保护电路。(3)详细分析了逆变系统谐波产生的机理及抑制,为了达到对其高次谐波较好的抑制效果,针对该系统设计了LCL滤波器,并用Matlab对设计的滤波器做了仿真。(4)随着系统频率的升高使开关管的损耗也逐渐增大,影响了整个系统的效率,为此着重分析了DSVPWM不连续调制模式,并把该调制模式运用到该逆变并网系统;在Matlab中做了仿真在硬件电路上测得了实际工作时的波形。通过降损的设计大大的减小了开关管损耗,提高了系统的效率。 通过在6KVA并网逆变系统上的实验表明,经过电磁兼容设计后,提高了系统的抗干扰能力,增强了系统的稳定性。 【关键词】：并网逆变器 PCB LCL滤波器 电磁兼容 DSVPWM
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 致谢7-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.0 电力电子系统电磁兼容(EMC)及其研究现状12-13
• 1.1 电磁干扰的三要素13
• 1.2 电磁干扰的测量13-15
• 1.3 太阳能并网用变流器的EMC问题15
• 1.4 选题背景和本文的主内容15-18
• 1.4.1 课题研究的主要内容16-17
• 1.4.2 课题研究拟解决的问题17
• 1.4.3 课题研究的预期效果17-18
• 第二章 太阳能发电并网用变流器EMC分析18-29
• 2.1 引言18
• 2.2 变流器系统的主要干扰及耦合途径18-19
• 2.3 变流器传导干扰分析19-25
• 2.3.1 差模干扰产生的机理19-20
• 2.3.2 共模干扰机理分析20-22
• 2.3.3 寄生参数的影响22-24
• 2.3.4 其他干扰24-25
• 2.4 PCB设计理论分析25-28
• 2.4.1 PCB基本特性分析25-26
• 2.4.2 PCB设计理论基础26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 变流器抗干扰及PCB的设计29-53
• 3.1 硬件抗干扰设计29-40
• 3.1.1 接地设计29-30
• 3.1.2 工作电源电磁兼容设计30-32
• 3.1.3 去耦电路设计32-34
• 3.1.4 过电压防护设计34-35
• 3.1.5 吸收电路设计35-37
• 3.1.6 系统屏蔽设计37-40
• 3.2 基于LCL滤波器的输出谐波抑制40-46
• 3.2.1 电流纹波产生及其危害40-42
• 3.2.2 LCL滤波器的设计42-45
• 3.2.3 系统仿真及分析45-46
• 3.3 PCB抗干扰设计46-50
• 3.3.1 PCB分层设计46-47
• 3.3.2 元件的选型及PCB布局设计47-49
• 3.3.3 PCB布线设计49-50
• 3.4 软件的EMC设计50-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第四章 开关管降损与控制策略设计53-64
• 4.1 引言53
• 4.2 开关管管耗分析53-54
• 4.3 不连续空间矢量及其降损原理54-59
• 4.3.1 连续空间矢量调制模式(SVPWM)55-58
• 4.3.2 不连续空间矢量调制模式(DSVPWM)58-59
• 4.4 不连续空间矢量调制的DSP实现59-63
• 4.4.1 降损在DSP中的实现59-61
• 4.4.2 系统仿真及实际波形分析61-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第五章 总结与展望64-66
• 5.1 总结64
• 5.2 未来工作展望64-66
• 参考文献66-70
• 攻读学位期间发表的论文70

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