并网三电平变流系统的设计

论文摘要

改善能源结构,发展新能源,提高电能质量,已成为我国能源工业关注的一个热点。而并网变流器是新能源系统的核心,而高压大容量对并网变流器的要求越来越高,因此采用多电平系统做为并网变流器可满足一定的条件要求。本文采用二极管箝位型三电平拓扑作为并网变流器的主电路拓扑,并给出了变流器的主电路参数设计,同时该变流器采用了DSP和FPGA来实现空间矢量调制策略,本文采用了(g,h)坐标系法,不同于传统的空间矢量调制,该策略较之计算更简单,而且DSP解决了控制算法和调制策略的问题,而FPGA保证了控制的实时性和驱动信号的同步性,极大程度上提高了控制的准确性及可靠性。本文也进行了并网变流器的理论建模分析,给出了双环控制系统参数设计,用MATLAB仿真验证该双环参数设计的可行性。本文进行了并网变流器的系统设计,搭建了并网变流器的样机实验装置平台,并在该装置平台上进行实验。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 多电平变换器概述
• 1.2.1 二极管箝位型多电平变换器
• 1.2.2 电容箝位型多电平变换器
• 1.2.3 级联型多电平变换器
• 1.3 空间矢量调制策略
• 1.3.1 三电平变换器的空间电压矢量模型
• 1.3.2 参考矢量合成的原则
• 1.3.3 传统三电平SVPWM算法
• 1.3.4 （g，h）坐标系SVPWM算法
• 1.4 本文研究任务及内容
• 第2章 三电平变换器系统设计
• 2.1 三电平变换器的主电路设计
• 2.1.1 二极管箝位型三电平变换器的工作原理
• 2.1.2 三电平变换器主电路参数选择
• 2.2 三电平变换器的数字化
• 2.2.1 三电平变换器并网系统结构图
• 2.2.2 SVPWM在DSP中的数字化
• 2.3 FPGA的编程及功能介绍
• 2.4 调制策略实验验证
• 2.4.1 实验仿真结果验证
• 2.4.2 毛刺问题
• 2.5 本章小结
• 第3章 三电平变换器的控制策略
• 3.1 三电平变换器有源逆变工作状态下的数学模型和分析
• 3.1.1 ABC三相静止坐标系下的数学模型
• 3.1.2 DQ坐标系下的数学模型
• 3.2 并网控制系统的参数设计
• 3.2.1 电流内环参数设计
• 3.2.2 功率外环参数设计
• 3.2.3 MATLAB仿真
• 3.3 本章小结
• 第4章 三电平变换器的并网实验
• 4.1 三电平变换器的硬件系统
• 4.1.1 采样电路的设计
• 4.1.2 驱动波形的产生
• 4.1.3 硬件锁相的实现
• 4.1.4 硬件保护电路
• 4.2 功能实现的程序流程图
• 4.3 实验结果
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 附录
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢