三电平光伏逆变器并网控制策略研究

【摘要】：光伏并网发电是利用太阳能的有效途径之一,光伏并网发电技术在于并网逆变器及并网控制方案。本文以三电平并网逆变器为研究对象,在三电平空间矢量调制(SVPWM)策略的基础上,采用基于电网电压定向的电流闭环矢量控制策略进行并网控制以及采用扰动观察法进行最大功率点跟踪控制,对该并网控制方案进行了MATLAB仿真,并在一台基于DSP控制的三电平并网逆变器样机上进行了软件设计与编程,进行了开环实验和闭环实验。 首先,介绍了二极管中点钳位式三电平逆变器的拓扑结构与工作原理,分析三电平空间矢量调制算法,并在分析逆变器中点电压波动机理的基础上,结合三电平空间矢量调制提出一种抑制中点电压波动的方法,实验结果表明该算法原理简单、易于实现,且对中点电压波动有较好的抑制效果。 其次,设计了系统的整体并网控制方案,利用同步矢量电流比例-积分(PI)控制技术,采用基于电网电压定向的电流闭环矢量控制策略对本三电平光伏并网逆变器进行控制,并进行了MATLAB仿真,仿真结果表明了该控制策略可使逆变器以单位功率因数运行,且具有较好的稳态与动态性能。 然后,针对单级式系统对光伏电池最大功率点跟踪控制的要求,分析并比较目前较典型的最大功率点跟踪控制方法后,采用扰动观察法作对并网系统进行最大功率点跟踪控控制,仿真结果表明该控制方法适合单级式三电平并网系统,且效果较好。 最后,在一台基于DSP控制的三电平逆变器样机上进行了软件设计与编程实现,并进行了实验验证,实验内容包括开环实验与闭环实验,实验结果与仿真相符,验证了所提控制策略的可行性与有效性。 【关键词】：三电平逆变器 空间矢量调制 中点电位平衡 最大功率点跟踪 同步矢量电流PI控制
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-9
• 1.2 光伏发电并网逆变系统的研究现状9-15
• 1.2.1 最大功率点跟踪的研究现状10-11
• 1.2.2 并网逆变器拓扑结构的研究现状11-12
• 1.2.3 并网逆变器控制策略的研究现状12-15
• 1.3 本文的主要研究内容15-17
• 第2章 三电平光伏并网系统控制策略17-36
• 2.1 引言17
• 2.2 三电平逆变器的原理及其空间矢量调制17-23
• 2.2.1 三电平逆变器的工作原理17-20
• 2.2.2 三电平逆变器的空间矢量调制策略20-23
• 2.3 三电平逆变器中点电位平衡的控制23-27
• 2.3.1 中点电位波动的机理分析23-26
• 2.3.2 中点电位平衡控制策略26-27
• 2.4 最大功率点跟踪控制方法27-31
• 2.4.1 光伏电池的数学模型27-29
• 2.4.2 MPPT控制策略29-31
• 2.5 基于电网电压定向的同步矢量电流并网控制策略31-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第3章 光伏并网系统的Matlab建模与仿真分析36-45
• 3.1 引言36
• 3.2 系统的建模36-37
• 3.3 仿真结果与分析37-44
• 3.3.1 开环仿真38-39
• 3.3.2 闭环仿真39-42
• 3.3.3 加入MPPT后系统整体的仿真42-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 并网系统的软件设计45-49
• 4.1 引言45
• 4.2 DSP资源的分配45-46
• 4.3 系统软件设计46-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第5章 实验结果与分析49-55
• 5.1 引言49
• 5.2 硬件平台49-50
• 5.3 实验结果与分析50-54
• 5.3.1 采样电路的波形分析50-51
• 5.3.2 开环实验51-53
• 5.3.3 闭环实验53-54
• 5.4 本章小结54-55
• 结论55-56
• 参考文献56-61
• 致谢61

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法    董密;罗安;

谐振直流环对三相PWM整流器空间矢量PWM波形的影响    王宝诚,张纯江,顾和荣,赵清林

单级式并网型光伏发电系统用逆变器的研究    焦在强

基于空间电压矢量法的三电平逆变器控制策略研究    吴敏

三电平逆变器空间电压矢量PWM调制及实现    谭聪

光伏发电系统最大功率跟踪非对称模糊控制研究    张彦敏

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

双环模糊调速系统的设计与仿真研究    张春,郭兴众

在负功率下四象限变频器的DTC直接转矩控制的应用    刘春英;朱兵;

电机和电力拖动控制系统课程虚拟实验的开发    汪小平;洪乃刚;范国伟;

100kW风光互补电站设计    杨帮宇;

变量施药系统电机调速的仿真研究    韦韫;邵陆寿;

光伏并网发电的最大功率点跟踪算法研究    王桂英;史金玲;纪飞;王欢;

交流变频调速中的直流制动    周小群

变频系统在风机节能中的应用    杨兴义;

永磁同步电机伺服控制系统的Matlab仿真研究    陈世军;郭智生;江善和;

基于STM32纯电动汽车电驱控制研究    胡伟明;

基于起停式飞剪矢量控制系统的研究    陈秀;刘勇夫;冀晓童;高扬;徐青;王辉;

无轴承异步电机转子磁场定向控制研究    朱熀秋;李烽;潘伟;孙晓东;

无轴承永磁薄片电机试验平台及驱动系统设计    朱通;朱熀秋;孙永波;郝晓红;

基于损耗模型和模糊搜索的异步电机最优效率控制方法    虞正民;颜文俊;包哲静;

基于霍尔元件的永磁同步直线电机伺服控制系统    刘星桥;韩辉;鲍丰亮;

The Sliding Mode Control Method of Grid-Connected Inverter Applied to Three-Phase Intermittent Power Supply    

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

基于模糊PID复合前馈控制的电脑横机定位控制系统    潘海鹏;冯孝燕;苏良瑶;

基于端口受控哈密顿的永磁同步直线电机控制方法研究    刘星桥;陈功;韩辉;

开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究    许爱德

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

多电平逆变器通用调制策略和电容电压平衡研究    蔡凯

变频电源供电永磁同步电动机几个关键技术研究    赵国新

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

基于飞轮储能的柔性功率调节器关键技术研究    陈仲伟

交流伺服系统自调整技术研究    覃海涛

基于DSP+FPGA的永磁同步电动机伺服驱动器研究    凌刚

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

立式刨切机机构设计优化    于张喜

基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究    高圆圆

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

二维转台控制系统    魏光宇

兆瓦级风机变桨系统研究    李文博

光伏发电在我国电力能源结构中的战略地位和未来发展方向    马胜红;赵玉文;王斯成;孔力;李安定;朱瑞兆;胡学浩;张正敏;白建华;

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

基于SVPWM的三电平逆变器仿真研究    宋飞,林桦

三电平电压型逆变器空间矢量调制算法的研究    吴学智,刘亚东,黄立培

三电平中点箝位式逆变器SVPWM方法的研究    宋文祥,陈国呈

三电平矢量控制的永磁同步伺服电动机调速系统    李先祥,肖红军,黄道平

基于DSP和FPGA的SVPWM的实现研究    池志田,王保良,黄志尧

基于DSP的空间电压矢量法PWM的研究    王妍,杜军红,陶伟宜,陈永校

我国太阳能光伏发电技术应用综述    尹淞;郝继红;

基于Boost电路的光伏电池最大功率点跟踪系统    赵宏,潘俊民

基于空间电压矢量法的三电平逆变器研究    袁俊

基于DSP的三电平SVPWM逆变器的研究    谭永辉

三电平高压变频器及其相关问题研究    段先波

通用变频装置的研制    叶爱芹

三电平变换器控制策略的研究    桂红云

三相光伏并网系统设计及其控制算法研究    王健

三电平变频器系统建模、仿真和设计    杨志

基于DSP的太阳能独立光伏发电系统的研究与设计    吴忠军

APFC开关电源模糊控制    祁征

地铁动车组三相辅助逆变器电源    陈国清

大功率高性能逆变器技术发展综述    李永东,倚鹏

零漂对逆变器的影响及其抑制    陈荣,王晓琳,邓智泉

电动车用辅助逆变器的设计与实现    徐强,张维刚

一种改进的电压电流混合控制的并联逆变器    闫耀民,范瑜,汪至中

SPWM逆变器计算机辅助分析    王崇武,任章,王淑蓉

独立逆变器快速保护作用分析    钟思正,王问斯

采用主从型逆变器结构的静态同步补偿器    王江,王民,K.M.Tsang

简易逆变器的制作    张洪耀;梁诗莹;

全数字升压逆变器设计    徐国富;潘孟春;单庆晓;

用于电机驱动的谐振极ZVT-PWM逆变器功耗及效率分析    明正峰;钟彦儒;

单相SPWM逆变器重复控制技术的仿真研究    郭荥祥;巩瑞春;袁红霞;

一种新型便携式逆变器的分析与设计    于海龙;刘锋;

单相SPWM逆变器重复控制技术的仿真研究    郭荣祥;巩瑞春;袁红霞;

关于在逆变器输入侧是否加装外置快熔的探讨    朱安远;

一种改进型三相Z-源逆变器    杨立强;丘东元;

SVPWM逆变器低次电压谐波分析    余仕求;

联型逆变器的可靠性分析    单庆晓;潘孟春;翁飞兵;罗超;

一种谐振型软性逆变器的分析与仿真    许哲雄;徐国卿;

新型Z源逆变器    汤雨;张超华;谢少军;

北京大型光伏逆变器基地奠基    记者 涂露芳

逆变器行业逆市扩张    本报记者 张子瑞

光伏逆变器：“寒冬”中逆势而上    本报记者 徐建华

国产逆变器：市场好竞争力弱    本报记者 徐恒

致力于提供高性能的光伏逆变器    张志辉

光伏逆变器或提振光伏产业    CUBN 记者 周洪博

简易方波12V转220V交流逆变器电路图    广东 付兵彭

2012年全球光伏逆变器将破70亿美元    王辉

简易逆变器的制作    浙江 吴建龙

逆变器制造商转向电站开发    本报记者 朱怡

串联型高增益Z源逆变器及其应用研究    蔡春伟

混合多电平逆变器拓扑及其市制方法研究    丁凯

输入串联输出并联逆变器系统控制策略的研究    庄凯

多电平直流环节逆变器新型拓扑与调制方法研究    陈金平

级联型逆变器关键技术研究    单庆晓

PWM逆变器传导电磁干扰的研究    裴雪军

PWM逆变器特定消谐式谐波抑制技术的研究    佟为明

储能型Quasi-Z源级联多电平光伏逆变器研究    孙东森

基于IGCT的中压大容量三电平NPC逆变器PWM技术和缓冲电路的研究    李海山

基于双BUCK拓扑的静止变流器和串联混合有源电力滤波器的研究    马海啸

三相并网/独立双模式逆变器并/脱网控制研究    刘润彪

离网型风力发电单相逆变器的研究与实现    李洋

大功率光伏逆变器损耗模型的研究    宋静文

基于Z源逆变器的光伏并网系统研究    常琳

基于市电补偿的光伏逆变器研究与设计    薛东

基于键合图理论的逆变器故障诊断方法研究    杨婷

开关电感型Z源/准Z源逆变器的研究    程红江

碳化硅场效应管光伏逆变器的研制    于海明

基于神经网络的逆变器的研究    元志

3KW中功率光伏逆变器的研制    王大伟