三相光伏并网逆变器研究

【摘要】：新能源产业的迅速发展为电力电子行业提供了一个新的发展空间,作为新能源与电网主要接口的逆变器已经成为电力电子行业当前研究的热门。虽然三相并网逆变器已经广泛应用于光伏和风能并网中,但考虑性能和体积,国内与国外依然存在巨大差距,三相光伏并网逆变器依然是当前国内电力电子行业研究的热点。 本文根据项目需要,主要做了以下工作: (1)对光伏发电产业的发展现状与前景,三相光伏并网逆变器国内外发展的现状做了分析; (2)对三相光伏逆变器主电路不同拓扑工作原理进行阐述,总结出各个拓扑的优缺点,并选择了适合项目的电路结构,并且还对SVPWM控制方法进行了理论推导,搭建出了系统高频和低频模型; (3)在系统设计时,对磁性材料,容性材料和功率管的耗能进行分析,对不同感值,开关频率下,系统的损耗和并网电流的纹波进行了计算,最后得出了适合系统性能指标的电感感值和开关频率值。 (4)在实际系统调试时,对遇到的一些关键问题进行分析与仿真,其中包括系统延时产生的原因与补偿方法,死区效应与补偿方法等; (5)根据对实际系统电流波形分析结果,提出了PI调节在系统应用的局限性,提出了PI和重复控制算法相结合的控制算法,有效解决了输出电流纹波过大问题。 最后根据项目要求,设计了10kW三相光伏并网逆变器样机,并且将理论计算结果和仿真结果应用于实际调试,通过实验结果,证明了分析和提出算法的正确性及适用性。 【关键词】：三相光伏并网 SVPWM 系统延时 死区补偿 重复控制
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 引言9-17
• 1.1 国际光伏发电产业发展现状及前景9-13
• 1.1.1 国际光伏发电产业发展现状9-11
• 1.1.2 国际光伏发电产业发展前景11-13
• 1.2 国内光伏发电产业发展现状及前景展望13-14
• 1.2.1 国内光伏发电产业发展现状13
• 1.2.2 国内光伏发电产业发展前景13-14
• 1.3 三相光伏并网系统的发展现状14-15
• 1.4 本文的主要研究内容15-17
• 第二章 主电路拓扑与控制算法分析17-33
• 2.1 三相光伏并网逆变器功率电路拓扑17-21
• 2.1.1 三相光伏逆变器逆变电路17-19
• 2.1.2 三相光伏逆变器滤波器设计19-21
• 2.2 SVPWM 控制算法设计21-32
• 2.2.1 采样变换21-22
• 2.2.2 系统低频模型22-25
• 2.2.3 SVPWM 算法与高频模型25-31
• 2.2.4 调制比范围31-32
• 2.3 本章总结32-33
• 第三章 功耗分析与参数设计33-51
• 3.1 磁性材料与容性材料的耗能分析33-43
• 3.1.1 磁性元件的能耗分析33-39
• 3.1.2 容性元件的能耗分析39-40
• 3.1.3 功率器件的能耗分析40-43
• 3.2 系统损耗与参数设计43-50
• 3.3 本章总结50-51
• 第四章 控制系统中若干算法设计51-68
• 4.1 控制算法影响综述51
• 4.2 延时处理与分析51-55
• 4.2.1 信号调理电路中的延时分析52-53
• 4.2.2 软件算法中对系统延时处理53-55
• 4.3 死区效应与死区补偿算法55-62
• 4.3.1 死区效应产生机理分析56-57
• 4.3.2 死区效应补偿算法57-62
• 4.4 校正算法设计与系统影响分析62-67
• 4.4.1 校正算法设计概述62
• 4.4.2 三相并网逆变器PI 设计62-64
• 4.4.3 实际系统中PI 参数设计考虑因素64-66
• 4.4.4 重复控制算法66-67
• 4.5 本章小结67-68
• 第五章 系统仿真实验与结果分析68-77
• 5.1 MATLAB 系统仿真与实验波形68-74
• 5.1.1 理想模型下系统仿真68-71
• 5.1.2 考虑死区补偿与系统延时系统仿真71-73
• 5.1.3 加入重复控制系统仿真73-74
• 5.2 实际系统实验74-75
• 5.3 总结与展望75-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-80
• 攻硕期间取得的研究成果80-81

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