三电平并网逆变器无差拍控制研究

论文摘要

太阳能并网发电技术是太阳能利用技术的一个重要方面。逆变器的并网控制方案的选择对改善控制效果、提高光伏发电效率、降低成本具有重要的意义。本文主要以三电平逆变器为研究对象,在SVPWM的调制策略基础上,提出改进的无差拍控制策略来实现并网控制,并对该控制策略进行了仿真研究,验证了该控制策略在并网系统中的可行性,在一套基于TMS320LF2812 DSP的三相并网逆变器样机上实现了软件编程、开环调试等工作。本文具体研究内容包括以下几个方面:首先,分析了三电平逆变器工作原理和SVPWM调制算法,提出改进的无差拍控制算法来实现逆变器的并网控制,对控制算法中的电流、电压预估环节进行了重点分析。其次,设计了整个三电平逆变系统的并网实现方案,并进行了Matlab仿真研究,验证了控制算法的可行性。进而,以DSP F2812为控制器完成了整个并网控制系统的软件设计,并给出DSP控制程序。最后,对三相并网逆变器样机进行了开环调试,实现了SVPWM调制策略,为闭环并网调试打下基础。本文提出的改进的无差拍控制算法及其在逆变器并网中的应用,可提高逆变器并网的稳态响应和动态响应,可达到并网的功率因数为1,初步仿真和实验结果表明了分析和设计的合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 三电平拓扑结构发展现状
• 1.2.2 三电平逆变器调制策略研究现状
• 1.2.3 逆变器并网控制策略研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 NPC三电平并网逆变器的控制策略
• 2.1 引言
• 2.2 NPC三电平逆变器结构及原理
• 2.3 三电平逆变器SVPWM控制
• 2.4 三电平逆变器无差拍并网控制策略
• 2.4.1 传统的无差拍控制
• 2.4.2 改进的无差拍控制
• 2.4.3 电流电压预估
• 2.5 本章小结
• 第3章 三电平逆变器并网控制的Matlab仿真研究
• 3.1 引言
• 3.2 MATLAB仿真实现
• 3.3 仿真研究和结果分析
• 3.3.1 逆变器开环仿真结果
• 3.3.2 并网系统闭环仿真
• 3.4 本章小结
• 第4章 系统软件设计
• 4.1 引言
• 4.2 系统软件的总体设计
• 4.2.1 系统的资源分配
• 4.2.2 系统主程序构成
• 4.2.3 系统保护实现
• 4.3 本章小结
• 第5章 实验结果及分析
• 5.1 引言
• 5.2 硬件平台介绍
• 5.3 实验结果分析
• 5.3.1 开关管的波形分析
• 5.3.2 低电压实验
• 5.3.3 额定电压实验
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历