本文選題：有源電力濾波器 + 光伏并網(wǎng)逆變器��； 參考：《太原理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：在當(dāng)前社會(huì)的不斷進(jìn)步中,化石能源日益短缺與環(huán)境不斷惡化同時(shí)困擾著我們。在這種情況下,具有清潔、不竭、量大等優(yōu)勢(shì)的太陽(yáng)能受到了研究學(xué)者的青睞。然而太陽(yáng)能不穩(wěn)定、光伏發(fā)電并網(wǎng)設(shè)備造價(jià)高、利用率低等因素制約著光伏發(fā)電的推廣與應(yīng)用。另一方面,電力電子技術(shù)迅速發(fā)展,各種非線性設(shè)備在方便人們生活的同時(shí),將大量的諧波、無(wú)功電流分量注入電力系統(tǒng),諧波無(wú)功在降低電能效率的同時(shí),還具有一定的安全隱患,電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量隨即也成為另一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。作為一種主動(dòng)的諧波、無(wú)功濾除裝置,有源電力濾波器(APF)受到了各研究所及高校的重視。經(jīng)過(guò)多年的研究,APF的理論基礎(chǔ)已日趨完善,現(xiàn)階段主要是控制方法的優(yōu)化,同時(shí)APF也面臨著價(jià)格昂貴、附帶功能少等發(fā)展阻礙。本文首先分析了光伏并網(wǎng)逆變器與APF系統(tǒng)各自的優(yōu)缺點(diǎn)、發(fā)展中遇到的問(wèn)題和發(fā)展前景、工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn),探究了APF與光伏并網(wǎng)逆變統(tǒng)一控制的可能性及重大意義,提出了一種APF與光伏并網(wǎng)逆變器的統(tǒng)一控制系統(tǒng)。結(jié)合基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的ip-iq諧波檢測(cè)法,分析了統(tǒng)一控制系統(tǒng)的指令電流求取方法。對(duì)指令電流求取環(huán)節(jié)中的鎖相環(huán)(PLL)原理進(jìn)行了分析,介紹了鎖相環(huán)的軟件實(shí)現(xiàn)方法,彌補(bǔ)了以往采用過(guò)零檢測(cè)法實(shí)現(xiàn)鎖相的缺陷,即單個(gè)周期內(nèi)頻率改變無(wú)法預(yù)測(cè)。針對(duì)指令電流的跟蹤控制,采用滯環(huán)SVPWM的控制策略,即根據(jù)誤差電流與參考電壓的空間矢量位置關(guān)系,選擇最優(yōu)輸出電壓矢量,限制誤差電流在容許范圍之內(nèi),達(dá)到電流跟蹤控制的目的,該策略具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、跟蹤性能良好、開關(guān)損耗小等優(yōu)勢(shì)。另外,簡(jiǎn)要介紹了直流側(cè)電壓的比例積分控制方法。利用MATLAB軟件中的仿真組件SIMULINK,搭建了系統(tǒng)仿真模型,其中主要包括指令電流求取模塊、電流跟蹤控制模塊及二極管整流橋帶阻感負(fù)載的主電路等幾個(gè)部分。分別在單獨(dú)APF狀態(tài)、APF與光伏并網(wǎng)逆變器統(tǒng)一控制狀態(tài)下做了仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文所述系統(tǒng)的正確性。以DSP2812為控制核心,搭建了統(tǒng)一控制系統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái),主要包括信號(hào)檢測(cè)調(diào)理電路、故障處理電路、保護(hù)電路、移相電路及二極管整流橋帶阻感負(fù)載的主電路等幾個(gè)部分,詳細(xì)說(shuō)明并給出了各個(gè)部分的電路結(jié)構(gòu)圖。通過(guò)編寫軟件,在DSP內(nèi)部實(shí)現(xiàn)軟件鎖相環(huán)計(jì)算、指令電流的檢測(cè)及電流的跟蹤控制等幾個(gè)部分,對(duì)各個(gè)部分的軟件流程圖進(jìn)行了介紹,最終得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了本文所提出的統(tǒng)一控制系統(tǒng)的可行性。
[Abstract]:With the development of our society, the shortage of fossil energy and the deterioration of environment are perplexing us at the same time. In this case, the advantages of clean, inexhaustible, large amount of solar energy has been favored by researchers. However, the instability of solar energy, the high cost of photovoltaic grid connection equipment, low utilization rate and other factors restrict the promotion and application of photovoltaic power generation. On the other hand, with the rapid development of power electronics technology, a lot of harmonic and reactive current components are injected into the power system while all kinds of nonlinear devices are convenient for people to live, and the harmonic reactive power reduces the power efficiency at the same time. The power quality of power system has become another problem to be solved. As a kind of active harmonic, reactive power filter (APFF) has been paid more and more attention by research institutes and universities. After many years of research, the theoretical basis of APF has become more and more perfect. At the present stage, it is mainly the optimization of control methods. At the same time, APF is also faced with the development obstacles such as high price, few incidental functions and so on. In this paper, the advantages and disadvantages of photovoltaic grid-connected inverter and APF system, the problems encountered in the development, the working principle and structure characteristics, and the possibility and significance of unified control of APF and photovoltaic grid-connected inverter are analyzed in this paper. A unified control system of APF and photovoltaic grid-connected inverter is proposed. Combined with the ip-iq harmonic detection method based on the instantaneous reactive power theory, the method of obtaining the instruction current of the unified control system is analyzed. The principle of PLL is analyzed, and the software implementation method of PLL is introduced, which makes up for the defect of zero crossing detection in the past, that is, the frequency change in a single cycle can not be predicted. Aiming at the tracking control of instruction current, the control strategy of hysteresis loop SVPWM is adopted, that is, according to the space vector position relation of error current and reference voltage, the optimal output voltage vector is selected, which limits the error current within the allowable range. To achieve the purpose of current tracking control, the strategy has the advantages of simple implementation, good tracking performance and low switching loss. In addition, the proportional integral control method of DC-side voltage is briefly introduced. The simulation model of the system is built by using Simulink, which is a simulation component of MATLAB software. It mainly includes the command current acquisition module, the current tracking control module and the main circuit of diode rectifier bridge band-stop load. The simulation results show that the proposed system is correct in the case of a single APF state and a photovoltaic grid-connected inverter. Taking DSP2812 as the control core, the hardware experiment platform of the unified control system is built, which mainly includes signal detection and conditioning circuit, fault processing circuit, protection circuit, phase-shifting circuit and main circuit of diode rectifier bridge stop-inductance load, etc. The circuit structure of each part is explained and given in detail. By writing the software, the software phase locked loop calculation, the detection of the instruction current and the tracking control of the current are realized in DSP. The software flow chart of each part is introduced. Finally, the experimental results show the feasibility of the unified control system proposed in this paper.
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM761.12;TM464

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本文編號(hào)：1885676