三相光伏并网逆变系统算法实现

【摘要】：随着太阳能在可再生绿色能源领域中受到越来越多的关注和重视,光伏并网逆变技术也得到快速的发展,其中三相光伏并网逆变系统以其应用范围广、输出功率大、性能优良等特点,成为光伏应用发展的趋势和重点。 本文对国内外光伏产业的发展趋势进行了分析和研究,同时对三相光伏并网逆变器的发展现状进行了介绍,并研制了5kW三相光伏并网逆变器样机。首先,介绍了三相光伏并网逆变系统的核心算法,空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法的原理,以及在DSP中如何实现该算法的过程。系统采用软件锁相法来保证输出电流与输入电压的同频同相,采用系统延时补偿法来修正系统固有相位误差,采用单环PI控制法来实现电流谐波抑制和相位实时校正,这些算法是实现系统并网功能的必要条件。其次,为了保证系统能够更加稳定高效的并网,在控制算法上研究了一种针对电网不平衡的正负序反馈控制算法。该算法基于正负序分离法,将正负序分量分别进行PI控制再反馈到输入电压,抑制电网不平衡对系统造成的影响。该算法不仅降低了系统对电网平衡性的依赖,还进一步抑制了并网电流谐波,减少了对电网的再度污染。最后,本文提出了一种基于S-Function的新型仿真模型建立方法,利用已有的C语言算法函数直接生成仿真模块,简化了模型搭建的过程。基于该方法对系统进行了平衡电网下和不平衡电网下的系统Matlab仿真对比,验证了以上算法的正确性和可行性。 基于完成的仿真模型,在5kW三相光伏并网逆变器样机上实现了上述软件算法,成功实现了稳定并网。对比分析了样机运行的结果与系统仿真时的输出波形,得到了一致结论,验证了正负序反馈控制算法的控制效果。 【关键词】：三相光伏并网 sVPWM 正负序反馈控制
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 引言9-21
• 1.1 光伏发电技术的发展前景和意义9-11
• 1.2 国内外光伏并网发电产业的发展趋势11-16
• 1.2.1 国外光伏并网发电行业的发展前景11-13
• 1.2.2 国内光伏并网发电产业的发展历史及趋势13-16
• 1.3 三相光伏并网逆变器研究现状16-19
• 1.3.1 三相光伏并网技术发展历程16-18
• 1.3.2 三相光伏并网技术研究热点18-19
• 1.4 本文的主要研究内容19-21
• 第二章 三相光伏并网逆变系统算法原理分析21-41
• 2.1 三相光伏并网逆变器并网基础21-23
• 2.2 空间矢量调制(SVPWM)算法原理23-40
• 2.2.1 空间矢量概念和理论基础24-28
• 2.2.2 SVPWM算法原理与实现28-36
• 2.2.3 SVPWM算法在DSP上的实现36-38
• 2.2.4 SVPWM算法优缺点分析38-40
• 2.3 本章总结40-41
• 第三章 三相光伏并网逆变系统控制算法分析与设计41-53
• 3.1 系统软件设计模式41-42
• 3.2 系统延时补偿算法42-44
• 3.3 相位锁定算法44-47
• 3.3.1 基于DSP2812的软件锁相法44-45
• 3.3.2 改进的软件锁相法45-47
• 3.4 系统PI控制算法设计47-52
• 3.4.1 PI控制的基本原理47-48
• 3.4.2 系统PI算法设计48-52
• 3.5 本章总结52-53
• 第四章 不平衡电网下正负序反馈控制算法分析与设计53-63
• 4.1 不平衡电网对系统的影响分析53-56
• 4.2 不平衡电网下的正负序反馈控制算法56-62
• 4.2.1 电网的正负序分离法介绍56-59
• 4.2.2 正负序反馈控制算法实现59-60
• 4.2.3 正负序反馈控制法电流调节器设计60-62
• 4.3 本章小结62-63
• 第五章 系统的MATLAB仿真与样机实验结果分析63-83
• 5.1 基于Matlab/simulink的S-Function仿真工具简介63-66
• 5.1.1 创建S-Function仿真模块方法介绍63-64
• 5.1.2 建立公用的S-Function模块库64-66
• 5.2 系统仿真模型与实验波形分析66-77
• 5.2.1 平衡电网下理想系统仿真66-72
• 5.2.2 三相不平衡电网下加入正负序反馈控制算法的系统仿真72-77
• 5.3.5 KW三相光伏并网逆变器样机实验波形与结果分析77-82
• 5.4 本章小结82-83
• 第六章 总结与展望83-85
• 致谢85-86
• 参考文献86-88
• 攻硕期间取得的研究成果88

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