本文選題：三相光伏并網(wǎng)逆變器 + 調(diào)制控制策略��； 參考：《山東大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：工業(yè)革命以后包括煤、石油在內(nèi)的能源大量使用,由此引發(fā)的能源危機(jī)和環(huán)境問題使人們開始關(guān)注發(fā)展可再生能源。光伏發(fā)電不產(chǎn)生污染物,不需要燃料,在可再生能源發(fā)展進(jìn)程中具有重要意義。逆變器的模塊化并聯(lián)運(yùn)行作為大功率光伏發(fā)電應(yīng)用背景下科學(xué)與技術(shù)的重大需求,對(duì)提高系統(tǒng)容量、靈活性和運(yùn)行效益以及降低生產(chǎn)成本,居功至偉。然而,實(shí)際運(yùn)行時(shí)存在零序環(huán)流,隨之引發(fā)的電磁干擾、安全性沖擊以及系統(tǒng)損耗的增加嚴(yán)重制約了并聯(lián)逆變器的高效運(yùn)行和應(yīng)用推廣。兩電平三相光伏并網(wǎng)逆變器系作為一種低壓大功率場(chǎng)合的主要拓?fù)浔憩F(xiàn)形式,在近幾年多電平技術(shù)應(yīng)用突飛猛進(jìn)的背景下,以其成本低廉、靈活高效的優(yōu)勢(shì)在大容量化市場(chǎng)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位而不可替代。本文以兩電平三相光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)為研究對(duì)象,首先介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì),通過文獻(xiàn)綜述,總結(jié)出三相光伏并網(wǎng)逆變器不同類型的拓?fù)浼捌涮攸c(diǎn),并詳細(xì)介紹了光伏并網(wǎng)逆變器的模塊化并聯(lián)、環(huán)流抑制、開關(guān)損耗抑制的研究現(xiàn)狀,為兩電平逆變器的模塊化并聯(lián)運(yùn)行控制的研究奠定理論基礎(chǔ)。其次,采用基于單個(gè)橋臂開關(guān)周期平均模型,保留模型中的共模成分對(duì)基本級(jí)功率模塊建模,使用兩個(gè)并聯(lián)的非隔離光伏并網(wǎng)逆變器作為主電路,運(yùn)用電網(wǎng)電壓定向的矢量控制理論設(shè)計(jì)了三環(huán)結(jié)構(gòu)的控制器,內(nèi)環(huán)為電壓/電流雙閉環(huán)控制器,外環(huán)為實(shí)現(xiàn)最大功率追蹤(MaximumPowerPointTracking,MPPT)的功率環(huán)。再次,在建立并聯(lián)系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上,采用枚舉的分析方法,分析了環(huán)流產(chǎn)生的機(jī)理以及環(huán)流抑制的基本原理,總結(jié)出了開關(guān)狀態(tài)和零序環(huán)流的關(guān)系,并采用空間矢量調(diào)制(space vector pulse-width-modulated,SVM)方法合成指令電壓以完成并網(wǎng)控制,針對(duì)逆變器并聯(lián)時(shí)存在的零序環(huán)流,探討了含有零矢量調(diào)節(jié)因子k的零序環(huán)流控制方法,該方法在零矢量交替分配的SVM調(diào)制情況下控制效果明顯,但不適合最小開關(guān)損耗的SVM調(diào)制的情況,其在零矢量分配情況方面的局限性為新算法的提出提供了理論指導(dǎo)�；谏鲜鲅芯�,本文在分析開關(guān)損耗和系統(tǒng)效率問題的基礎(chǔ)上,提出了零序環(huán)流的復(fù)合控制方案,既可以平抑零序環(huán)流,又減少了系統(tǒng)開關(guān)損耗。該復(fù)合控制方案通過調(diào)整開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間實(shí)現(xiàn)。通過適當(dāng)?shù)募由匣蛘邷p去三相導(dǎo)通時(shí)間中的最小導(dǎo)通時(shí)間重新簡(jiǎn)單計(jì)算得到調(diào)整后的開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間。由于開關(guān)頻率的減小,本方法可以減小開關(guān)損耗。采用RT-LAB實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)搭建三相光伏并網(wǎng)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的仿真模型,實(shí)時(shí)仿真結(jié)果證明了方法的可行性和可靠性。
[Abstract]:The energy crisis and environmental problems caused by the industrial revolution, including coal and oil, have made people begin to pay attention to the development of renewable energy. Photovoltaic power generation does not produce pollutants, does not need fuel and is of great significance in the process of renewable energy development. The modular parallel operation of the inverter is used as a high-power light. The important demand of science and technology in the background of voltaic power generation is great to improve system capacity, flexibility and efficiency and reduce production cost. However, there are zero sequence circulation in actual operation, electromagnetic interference, security impact and increase of system loss, which seriously restrict the efficient operation of parallel inverters. The two level three-phase photovoltaic grid connected inverter system is the main topology of the low-voltage and high-power situation. In the background of the rapid application of multilevel technology in recent years, with its low cost and flexible and efficient advantages, it still occupies the dominant position in the large volume quantization market. This paper is based on the two level three-phase light. The current research status and development trend of PV grid inverter system are introduced. Through literature review, the different types of topology and characteristics of three-phase PV grid connected inverters are summarized, and the modular parallel, circulation suppression and switching loss suppression of photovoltaic grid connected inverters are introduced in detail. It lays a theoretical foundation for the study of modularized parallel operation control for two level inverters. Secondly, based on the periodic average model of a single bridge arm switch, the common mode components in the model are retained to model the basic level power module, and two parallel non isolated photovoltaic grid connected inverters are used as the main circuit, and the vector vector of the grid voltage is used. The controller of the three ring structure is designed by the theory of quantity control. The inner ring is a voltage / current double closed loop controller and the outer ring is the power loop of the maximum power tracking (MaximumPowerPointTracking, MPPT). In this principle, the relationship between the switch state and the zero sequence circulation is summarized, and the space vector pulse-width-modulated (SVM) method is used to synthesize the command voltage to complete the grid connected control. The zero sequence circulation control method with zero vector quantity regulation factor K is discussed. The zero sequence circulation control method with zero vector quantity regulation factor K is discussed. The control effect of vector alternately distributed SVM modulation is obvious, but it is not suitable for the SVM modulation of minimum switching loss. The limitation of the zero vector distribution is the theoretical guidance for the new algorithm. Based on the above study, the zero sequence circulation is proposed on the basis of the analysis of the switching loss and the system efficiency. The composite control scheme can both suppress the zero sequence circulation and reduce the switching loss of the system. The composite control scheme is realized by adjusting the switching time of the switch. The adjusted switching time is simply calculated by adding or subtracting the minimum pass time in the three phase conduction time. This method can reduce the switching loss. The simulation model of the three-phase photovoltaic grid connected inverter parallel system is built by the RT-LAB real time simulation platform. The real-time simulation results show the feasibility and reliability of the method.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM464;TM615

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本文編號(hào)：1929325