有源逆变器的并联运行研究

论文摘要

有源逆变器是将直流电能变为交流电能并回馈至电网,从而实现电能回收利用的装置。现代社会对电力的容量和质量的需求日益增加,在很多场合逆变器需满足大功率或大电流运行的条件。由于单台逆变器不易实现大功率运行,所以研究逆变器的并联运行势在必行。本文通过对几种基本逆变方式的分析,研究了多种有源逆变器的并联运行方式并做出对比分析,最后对单模块有源逆变器作了初步实验研究。论文首先从单模块有源逆变器出发,对三种基本逆变方式进行研究,通过理论分析及仿真试验对不同逆变方式在输出电流谐波、网侧功率因数、器件开关损耗、控制实现难易程度等方面的特性进行了比较。在单模块逆变方式研究的基础上,本文提出了多种可行的有源逆变器并联模式,详细分析了各种模式的实现原理并进行仿真,在输出电流谐波、网侧功率因数、电路开关损耗等方面进行了比较。针对有源逆变器将能量回馈至电网的特性,分析了有源逆变器并网对电网的影响并说明其并网的条件。同时,对要实现电能以单位功率因数回馈电网即电流与电压同相位所必需的锁相环原理以及实现方法也作了研究。最后,根据论文中对有源逆变器并联运行的理论分析,给出了单模块有源逆变器的硬件实现及软件设计并进行了初步的实验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 无源逆变器的研究现状
• 1.3 有源逆变器研究现状
• 1.3.1 有源逆变器在电子负载中的应用
• 1.3.2 有源逆变器在可再生能源并网系统中的应用
• 1.3.3 有源逆变器的并联运行
• 1.4 主要研究内容
• 第2章 不同模式的有源逆变技术分析
• 2.1 相位控制模式
• 2.1.1 相位控制逆变产生的条件
• 2.1.2 相位控制三相有源逆变电路
• 2.1.3 逆变失败及最小逆变角的限制
• 2.1.4 仿真结果
• 2.2 相移控制模式
• 2.2.1 电压型相移控制有源逆变器
• 2.2.2 电流型相移控制有源逆变器
• 2.2.3 仿真结果
• 2.3 PWM 控制模式
• 2.3.1 电压型PWM 有源逆变器
• 2.3.2 电流型PWM 有源逆变器
• 2.3.3 仿真结果
• 2.4 三种控制方式的比较
• 2.5 本章小结
• 第3章 有源逆变器并联运行方式分析与比较
• 3.1 相位控制并联模式
• 3.1.1 相位控制并联方式分析
• 3.1.2 仿真结果及分析
• 3.2 相位控制电流型有源逆变器并联模式
• 3.2.1 移相多重叠加法
• 3.2.2 低次谐波最小法
• 3.2.3 不等幅多重叠加法
• 3.3 PWM 并联模式
• 3.3.1 电压型PWM 有源逆变器并联
• 3.3.2 电流型PWM 有源逆变器并联
• 3.4 多种并联方式的比较分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 有源逆变器的并网问题
• 4.1 有源逆变器并网对电网的影响
• 4.2 有源逆变器并网条件
• 4.3 锁相环在有源逆变器并网中的应用
• 4.3.1 锁相环的工作原理
• 4.3.2 数字锁相环的实现
• 4.4 本章小结
• 第5章 单模块有源逆变器硬件实现
• 5.1 硬件电路设计
• 5.1.1 控制电路设计
• 5.1.2 主电路设计
• 5.1.3 调理电路设计
• 5.2 软件设计
• 5.3 实验平台及结果
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢