一种并网逆变器控制策略的研究

论文摘要

本文对一种基于数字处理器TMS320LF2407控制的并网逆变器进行了系统的分析。它采用直流母线电压控制,在实现并网功能的同时,实现输入输出功率自动平衡。同时,它亦可以作为一种馈能型电子负载,实现电能的重复利用。该电路具有结构简单,智能化,成本低等特点。本文首先分析了当今世界能源发展的现状。基于传统能源发展受限,可再生能源发展态势看好,太阳能光伏发电潜力可观的现状,提出了对并网逆变器研究的重要性。接着研究了传统并网逆变装置的结构、工作方式和控制方法。在此基础上,提出了一种能实现功率输入输出平衡的新型的并网逆变器系统。本文着重分析了逆变器的主电路拓扑和控制方法。针对其自身的电路结构的特点,进行了电路主要器件参数、滤波器参数的设计。对并网逆变器进行模型分析和闭环设计,并进行了相关的仿真和实验。接下来,介绍了最常用的脉宽调制(PWM)技术,分析了各种脉宽调制信号的优缺点,确定采用单极性的正弦脉宽调制(SPWM)作为控制信号。设计了基于DSPTMS320LF2407的数字控制方法,并对其外围的硬件电路和软件的进行了设计。最后,基于之前的研究,研制了一台1kW的并网逆变器样机。仿真和样机实验结果均证实了本新型的并网逆变器可行性及其优势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 能源发展概述
• 1.1.1 我国可再生能源发展现状
• 1.1.2 太阳能光伏发电系统概述
• 1.1.3 光伏发电系统的运行模式
• 1.1.4 并网逆变器的拓扑
• 1.1.5 并网逆变器的控制策略
• 1.2 本课题的选题意义及主要研究内容
• 参考文献
• 第2章 光伏并网逆变器主电路研究和分析
• 2.1 并网逆变器的拓扑研究
• 2.1.1 可再生工频并网逆变器拓扑
• 2.1.2 可再生高频并网逆变器拓扑
• 2.2 并网逆变器系统的电路拓扑和工作原理
• 2.2.1 并网逆变器系统的电路拓扑和工作原理
• 2.2.2 主电路工作状态
• 2.3 主电路参数设计
• 2.3.1 系统性能指标
• 2.3.2 主电路设计
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第3章 光伏并网逆变器的控制策略的研究
• 3.1 光伏并网逆变器的控制目的
• 3.2 光伏并网逆变器控制技术简介
• 3.3 光伏并网逆变器控制策略分析
• 3.4 DC/AC逆变系统建模
• 3.5 系统仿真波形
• 3.6 逆变器运行保护
• 3.7 本章小结
• 参考文献
• 第4章 基于DSP的系统软硬件设计
• 4.1 基于DSP的硬件设计
• 4.2 外围电路设计
• 4.3 数字PWM信号原理和实现
• 4.4 部分程序流程图
• 4.5 本章小结
• 参考文献
• 第5章 并网逆变器样机研制及实验结果
• 5.1 系统电路结构
• 5.2 实验结果及分析
• 5.3 本章小结
• 参考文献
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 附录A
• 附录B:攻读硕士学位期间的成果清单
• 致谢