基于三电平的光伏并网逆变器电流控制器研究

【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,多电平逆变器,特别是三电平逆变器,在DC/AC、交流电机调速等领域得到广泛应用。相对传统的两电平逆变器,三电平逆变器具有很多优点:单管耐压相对提高;开关损耗降低;电磁干扰减小;功率因素提高等。传统光伏并网逆变器都为两电平,由于多电平变换器的显著优势,目前国内外多家企业、科研院所都在研制基于多电平的光伏并网逆变器,将两者优势相结合,旨在提高传统光伏并网逆变器的转换效率、容量及并网特性。 本文在研究两电平逆变器与三电平逆变器之间SVPWM本质的基础上,提出了一种基于两电平空间矢量的三电平空间矢量算法。三电平空间矢量控制中分区算法可由两电平矢量作用时间的计算结果获得,并且这两种逆变器的矢量作用时间可以通过一个线性矩阵转换。同时为解决NPC中遇到的中点点位问题,分析了中点电位不平衡对矢量合成的影响,提出了一种考虑中点电位不平衡的SVPWM算法。 为了验证该算法的正确性,我们在原有两电平光伏并网逆变器平台的基础上,通过对基于三电平的光伏并网逆变器数学建模与分析,建立了三电平实验平台。从实验室运行的结果可以看出,该算法是正确的,同时也验证了该控制平台所使用的控制策略的正确性。 【关键词】：光伏并网逆变器 三电平 SVPWM 中点点位
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致谢7-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 国内外光伏并网发电的现状及发展趋势13-14
• 1.2 光伏发电存在的问题14-15
• 1.3 分布式并网发电系统的标准15-16
• 1.4 多电平技术在光伏并网逆变器中的应用16
• 1.5 选题背景和本文主要内容16-17
• 第二章 三电平逆变器的调制和控制技术17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 二极管钳位型三电平逆变器的运行机理17-20
• 2.3 几种调制方式的比较20-21
• 2.3.1 阶梯波调制方法20
• 2.3.2 开关点预制PWM 方法20-21
• 2.3.3 空间矢量PWM 方法（SVPWM）21
• 2.4 一种新型三电平矢量分区和作用时间计算方法21-28
• 2.4.1 两电平逆变器的SVPWM 算法23
• 2.4.2 基于两电平SVPWM 的三电平分区与作用时间的算法23-28
• 2.5 三电平逆变器载波PWM 法和SVPWM 法之间的本质联系28-31
• 第三章 NPC 三电平逆变器的中点电压平衡分析31-39
• 3.1 光伏并网三电平逆变器中点电位的建模31-34
• 3.2 中点电压不平衡对矢量合成的影响34-36
• 3.2.1 电压矢量的偏差34-35
• 3.2.2 中点电压平衡算法后电压矢量的合成误差35-36
• 3.3 考虑中点电压不平衡的SVPWM 算法36-39
• 第四章 三电平光伏并网逆变器电流控制器数学建模与分析39-50
• 4.1 ABC 三相静止坐标系下的高频数学模型39-43
• 4.2 DQ 坐标系高频数学模型43-45
• 4.3 双闭环电流控制器设计45-50
• 4.3.1 电流内环设计45-48
• 4.3.2 电压外环设计48-50
• 第五章 系统软件设计及实验波形分析50-64
• 5.1 系统软件设计50-58
• 5.1.1 Freescale56F8036 DSP 介绍50-51
• 5.1.2 主程序思路51-54
• 5.1.3 子程序思路54-58
• 5.2 实验波形分析58-64
• 5.2.1 中点电压不平衡时的空间矢量调制方法验证实验59-60
• 5.2.2 控制策略对比实验60-61
• 5.2.3 逆变器并网实验61-64
• 参考文献64-68
• 在读期间发表论文68-69

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