基于PEBB的光伏逆变器关键技术研究

【摘要】：近年来,随着电力电子结构块(PEBB)技术的迅速发展,PEBB在变流器中得到了越来越广泛的应用,因而研究利用PEBB技术组建变流器的方法具有重要意义。本课题重点研究应用于光伏并网系统的变流器技术,推动模块化变流器技术在光伏发电系统中的实际应用,设计并制作了一台功率为10kw的光伏逆变器实验平台。该系统采用TI公司生产的TMS320F2812为核心控制器,采用同步PI电流控制技术,采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)作为该系统的控制算法,最后分别进行了离网和并网逆变实验验证。 本文首先介绍了光伏并网发电系统的拓扑结构,并对各个部分的主要功能进行了介绍。在分析三相光伏并网逆变器总体设计方案的基础上,分别对电路中主要元器件的参数选取进行了设计。然后对控制系统的硬件电路进行了设计通过对三相光伏逆变器数学模型的推导,提出了光伏逆变器的控制策略和控制算法,然后在CCS环境中利用C语言编写程序实现了数字化控制策略。最后分别在原理样机和实验平台的基础上分别进行了实验验证。 实验结果表明,该逆变器在并网逆变过程中具有较好的电流波形,能够在接近单位功率因数下运行,并且能够基本满足电网对谐波的要求。从而起到了平衡负荷、保证系统安全可靠运行的作用,基本达到了预期的设计要求,具有一定的理论和应用价值。 【关键词】：PEBB 光伏逆变器 DSP PI控制 SVPWM
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景和意义9-10
• 1.2 光伏发电系统简介10-13
• 1.3 基于PEBB的光伏逆变器研究13-14
• 1.4 本文主要研究的内容14-15
• 第2章 总体方案及设计15-27
• 2.1 光伏发电系统拓扑结构15-16
• 2.2 光伏逆变器总体设计16-18
• 2.3 主电路参数设计18-26
• 2.3.1 并网变压器设计18-20
• 2.3.2 交流侧电感参数设计20-23
• 2.3.3 直流母线电容值设计23-25
• 2.3.4 交流侧滤波器设计25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 光伏并网逆变器的控制系统设计27-46
• 3.1 控制系统硬件结构的设计27-31
• 3.1.1 采样电路的设计28-29
• 3.1.2 调理电路的设计29-30
• 3.1.3 驱动电路的设计30-31
• 3.1.4 过零点检测电路的设计31
• 3.2 控制策略的选择及算法的实现31-41
• 3.2.1 三相电压源型逆变器的数学模型31-34
• 3.2.2 空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)34-39
• 3.2.3 控制单元的程序结构框图39-41
• 3.3 基于DSP的逆变器控制系统设计41-45
• 3.3.1 TMS320F2812简介41-42
• 3.3.2 DSP程序的设计实现42-43
• 3.3.3 FPGA程序的设计43-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 实验结果及分析46-56
• 4.1 光伏逆变器原理样机实验46-51
• 4.1.1 试验主要设备46-47
• 4.1.2 主要测量工具47-48
• 4.1.3 实验结果及波形分析48-51
• 4.1.4 实验结论分析51
• 4.2 光伏逆变器装置试验平台51-55
• 4.2.1 试验平台的拓扑结构51-52
• 4.2.2 实验主要设备52-54
• 4.2.3 试验波形及结果分析54-55
• 4.2.4 实验结论55
• 4.3 本章小结55-56
• 第5章 总结与展望56-57
• 5.1 总结56
• 5.2 工作展望56-57
• 参考文献57-60
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果60-61
• 致谢61

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