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基于三电平的光伏并网逆变器电流控制器研究

作　者: 赵钦
导　师: 杜少武
学　校: 合肥工业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 光伏并网逆变器三电平 SVPWM 中点点位
分类号: TM464
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 656次
引　用: 2次
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
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

基于三电平的光伏并网逆变器电流控制器研究

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