能饋型直流電子負(fù)載中數(shù)字式并網(wǎng)逆變器的研究與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-08-03 17:13
能饋型直流電子負(fù)載作為一種新型的直流電源測(cè)試產(chǎn)品得到了越來(lái)越多的關(guān)注,不僅能連續(xù)模擬負(fù)載特性,還能回收待測(cè)電源的能量,使能量能夠循環(huán)利用,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的,并且其數(shù)字化的控制進(jìn)一步提高了電子負(fù)載的可靠性和性能。逆變器作為能饋型直流電子負(fù)載中將待測(cè)電源輸出的能量饋入公共電網(wǎng)的重要模塊,既要滿足并網(wǎng)條件,保證入網(wǎng)電流諧波成分少和對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量影響小,實(shí)現(xiàn)入網(wǎng)電流的單位功率因數(shù)并網(wǎng),又要穩(wěn)定逆變直流側(cè)電壓,確保前后級(jí)電路穩(wěn)定工作。逆變器能否高效穩(wěn)定運(yùn)行直接影響到能饋型直流電子負(fù)載的能量回收效率和對(duì)電網(wǎng)的污染程度,因此,針對(duì)能饋型電子負(fù)載中并網(wǎng)逆變器高質(zhì)量、高效率回饋和穩(wěn)定運(yùn)行的重點(diǎn)研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。論文介紹了能饋型直流電子負(fù)載、并網(wǎng)逆變器拓?fù)浜涂刂萍夹g(shù)的研究現(xiàn)狀,詳細(xì)分析了基于LCL濾波的T型三相三電平逆變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原理。建立了T型三相三電平逆變拓?fù)湓谌N坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上提出“電壓電流雙閉環(huán)+DDSRF-SPLL”的并網(wǎng)控制策略及算法,并在MATLAB上驗(yàn)證了其算法的可行性。設(shè)計(jì)了以DSP(TMS320F28379D)為核心控制的T型三相三電平逆變器...
【文章來(lái)源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
EA-ELR9500-60型能饋型直流電子負(fù)載
中北大學(xué)學(xué)位論文4等測(cè)試場(chǎng)合。圖1-4EA-ELR9500-60型能饋型直流電子負(fù)載Fig.1-4EA-ELR9500-60typeenergy-feedingDCelectronicload如圖1-5所示,美國(guó)愛(ài)德克斯公司的IT8300系列能饋型電子負(fù)載既能模擬各種負(fù)載特性,又能將電能無(wú)污染回饋給電網(wǎng),節(jié)省了用電和散熱成本,同時(shí)也符合節(jié)能減排的需求,該系列電子負(fù)載的電壓分辨率達(dá)到10mV,電流分辨率達(dá)到0.1A,僅3U體積的IT8300可提供高達(dá)10.5kw的功率吸收,并且通過(guò)主從并聯(lián)和均流功能,可將功率擴(kuò)展至105kw以上,回收效率最高可達(dá)95%,還具有自動(dòng)檢測(cè)電網(wǎng)狀態(tài)、反孤島保護(hù)帶載等功能,特別適用于大型直流電源、各種自然能源的虛擬負(fù)載測(cè)試等場(chǎng)合。圖1-5IT8300系列能饋型電子直流負(fù)載Fig.1-5IT8300seriesenergy-feedingelectronicDCload如圖1-6所示,深圳費(fèi)思泰克公司的FT8100系列超大功率能饋式直流電子負(fù)載主要應(yīng)用于充電樁、發(fā)電機(jī)組、電力電源的測(cè)試,采用并網(wǎng)回饋原理和DSP實(shí)時(shí)處理的全數(shù)字矢量控制技術(shù),可對(duì)輸入電壓范圍為450-820V、功率范圍為50-500kw的直流待測(cè)設(shè)備進(jìn)行恒流、恒阻、恒功率及序列測(cè)試,能量回收效率可達(dá)85%以上,不僅節(jié)約了部分能量損耗,也使得設(shè)備能量密度更高,測(cè)試更加穩(wěn)定可靠。此外不乏一些國(guó)內(nèi)高校對(duì)能饋型直流電子負(fù)載的深入研究,如山東大學(xué)提出一種基于移向全橋的能饋型電子負(fù)載,前級(jí)采用Boost變換器通過(guò)控制Boost變換器的輸入電流來(lái)模擬待測(cè)電源設(shè)備的帶載特性;中間級(jí)采用移向全橋變換器實(shí)現(xiàn)隔離升壓功能,工
中北大學(xué)學(xué)位論文5作時(shí)功率開(kāi)關(guān)管軟開(kāi)關(guān)導(dǎo)通和關(guān)段,減小了開(kāi)關(guān)損耗;后級(jí)采用三相逆變器實(shí)現(xiàn)能量回收利用;合肥工業(yè)大學(xué)提出一種采用非隔離型的H橋型DCDC變換器與并網(wǎng)逆變器構(gòu)成主電路拓?fù);浙江大學(xué)提出一種前級(jí)采用輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)有源箝位雙電感電流型推挽電路的電子負(fù)載測(cè)試低壓直流電源設(shè)備[6]。圖1-6FT8100系列能饋型電子直流負(fù)載Fig.1-6FT8100seriesenergy-feedingelectronicDCload1.2.2并網(wǎng)逆變器研究現(xiàn)狀能饋型直流電子負(fù)載所采用的并網(wǎng)逆變技術(shù)和新能源汽車(chē)、光伏逆變、風(fēng)力發(fā)電、不間斷電源(UPS)等所采用的并網(wǎng)逆變器相似。21世紀(jì)以來(lái),國(guó)外許多國(guó)家,如美國(guó)、德國(guó)等對(duì)本國(guó)新能源和光伏系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的大力支持,使并網(wǎng)逆變器得到了階躍性的發(fā)展[9]。歐洲為全球光伏逆變產(chǎn)業(yè)的先驅(qū),其生產(chǎn)的并網(wǎng)逆變器處于世界龍頭地位。其中德國(guó)SMA公司是全球光伏逆變產(chǎn)業(yè)最大的企業(yè),占有市場(chǎng)份額高達(dá)45%,擁有最先進(jìn)的測(cè)試和驗(yàn)證中心,光伏逆變器產(chǎn)品基本涵蓋了kW到GW級(jí)別的所有應(yīng)用類(lèi)型,不僅有公用大型集中式逆變器,也有商用和民用的組串式逆變器,并且饋能質(zhì)量好、穩(wěn)定性高,深受廣大用戶和企業(yè)的認(rèn)可。SMA最新推出的SunnyCentralUP光伏逆變器系統(tǒng),如圖1-7所示,可為大型發(fā)電廠提供高達(dá)4600kW的輸出功率,相對(duì)傳統(tǒng)逆變器而言,輸出功率相同情況下逆變器數(shù)量能夠減少17%-54%,且在極端溫度條件下也能確保平穩(wěn)運(yùn)行,使用壽命長(zhǎng)達(dá)25年。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]改進(jìn)解耦雙同步坐標(biāo)系鎖相環(huán)在諧波和電壓不平衡下的性能[J]. 王佳浩,潘歡,納春寧. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(13)
[2]T型三電平逆變器的并網(wǎng)電流D-Σ數(shù)字控制算法[J]. 任碧瑩,孫向東,余馬晶,王之軒. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(08)
[3]三相LCL并網(wǎng)逆變器改進(jìn)型準(zhǔn)比例諧振控制技術(shù)[J]. 葉吉亮,李嵐,劉海霞,王宇龍. 計(jì)算機(jī)仿真. 2018(09)
[4]T型三電平并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 季寧一,趙濤,徐友,徐宏健. 電氣技術(shù). 2018(08)
[5]T型三電平拓?fù)浼捌渲悬c(diǎn)電位平衡控制策略[J]. 鄭詩(shī)程,胡青松,彭勃. 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2017(12)
[6]PWM T型三電平逆變器損耗與可靠性研究[J]. 王夢(mèng)巖,陳權(quán),周朋飛,胡存剛. 電力電子技術(shù). 2017(05)
[7]優(yōu)化型DDSRF-PLL在不平衡和畸變電網(wǎng)電壓下的仿真研究[J]. 高文森,樊艷芳,王一波. 可再生能源. 2017(05)
[8]直流回饋型直流電子負(fù)載的設(shè)計(jì)與研究[J]. 王成,廖冬初,蔡華鋒. 電測(cè)與儀表. 2017(06)
[9]基于自抗擾控制技術(shù)的電壓源變流器電流解耦控制方法[J]. 盛超,唐釀,朱以順,丁業(yè)豪,王傳旭. 廣東電力. 2017(02)
[10]Si與SiC功率器件T型三電平損耗對(duì)比分析[J]. 崔梅婷,謝立軍,孟向軍,呂淼,徐關(guān)澄,張海龍. 智能電網(wǎng). 2015(12)
碩士論文
[1]基于虛擬同步發(fā)電機(jī)的T型三電平逆變器并聯(lián)控制策略研究[D]. 邱姣姣.西安理工大學(xué) 2019
[2]不平衡電網(wǎng)下三相并網(wǎng)逆變器的控制研究[D]. 周科.蘭州交通大學(xué) 2019
[3]電網(wǎng)電壓不平衡下光伏并網(wǎng)逆變器控制策略研究[D]. 嚴(yán)威.湖南工業(yè)大學(xué) 2019
[4]三相光伏逆變器雙電流閉環(huán)控制策略的研究[D]. 李曉康.青島大學(xué) 2019
[5]電網(wǎng)不平衡下三相鎖相環(huán)研究[D]. 王懿琳.安徽理工大學(xué) 2019
[6]基于DSP和FPGA的三相并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 鄧志剛.廣西大學(xué) 2019
[7]T型三電平逆變器控制策略的研究[D]. 周石強(qiáng).華中科技大學(xué) 2019
[8]T型三電平逆變器PWM調(diào)制策略的研究[D]. 韓祥鵬.華東交通大學(xué) 2018
[9]單相LCL型光伏并網(wǎng)微逆變器的控制技術(shù)研究[D]. 聶曉藝.南昌大學(xué) 2018
[10]LCL型三相光伏并網(wǎng)逆變器控制策略研究[D]. 王金強(qiáng).蘭州交通大學(xué) 2018
本文編號(hào):3320011
【文章來(lái)源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
EA-ELR9500-60型能饋型直流電子負(fù)載
中北大學(xué)學(xué)位論文4等測(cè)試場(chǎng)合。圖1-4EA-ELR9500-60型能饋型直流電子負(fù)載Fig.1-4EA-ELR9500-60typeenergy-feedingDCelectronicload如圖1-5所示,美國(guó)愛(ài)德克斯公司的IT8300系列能饋型電子負(fù)載既能模擬各種負(fù)載特性,又能將電能無(wú)污染回饋給電網(wǎng),節(jié)省了用電和散熱成本,同時(shí)也符合節(jié)能減排的需求,該系列電子負(fù)載的電壓分辨率達(dá)到10mV,電流分辨率達(dá)到0.1A,僅3U體積的IT8300可提供高達(dá)10.5kw的功率吸收,并且通過(guò)主從并聯(lián)和均流功能,可將功率擴(kuò)展至105kw以上,回收效率最高可達(dá)95%,還具有自動(dòng)檢測(cè)電網(wǎng)狀態(tài)、反孤島保護(hù)帶載等功能,特別適用于大型直流電源、各種自然能源的虛擬負(fù)載測(cè)試等場(chǎng)合。圖1-5IT8300系列能饋型電子直流負(fù)載Fig.1-5IT8300seriesenergy-feedingelectronicDCload如圖1-6所示,深圳費(fèi)思泰克公司的FT8100系列超大功率能饋式直流電子負(fù)載主要應(yīng)用于充電樁、發(fā)電機(jī)組、電力電源的測(cè)試,采用并網(wǎng)回饋原理和DSP實(shí)時(shí)處理的全數(shù)字矢量控制技術(shù),可對(duì)輸入電壓范圍為450-820V、功率范圍為50-500kw的直流待測(cè)設(shè)備進(jìn)行恒流、恒阻、恒功率及序列測(cè)試,能量回收效率可達(dá)85%以上,不僅節(jié)約了部分能量損耗,也使得設(shè)備能量密度更高,測(cè)試更加穩(wěn)定可靠。此外不乏一些國(guó)內(nèi)高校對(duì)能饋型直流電子負(fù)載的深入研究,如山東大學(xué)提出一種基于移向全橋的能饋型電子負(fù)載,前級(jí)采用Boost變換器通過(guò)控制Boost變換器的輸入電流來(lái)模擬待測(cè)電源設(shè)備的帶載特性;中間級(jí)采用移向全橋變換器實(shí)現(xiàn)隔離升壓功能,工
中北大學(xué)學(xué)位論文5作時(shí)功率開(kāi)關(guān)管軟開(kāi)關(guān)導(dǎo)通和關(guān)段,減小了開(kāi)關(guān)損耗;后級(jí)采用三相逆變器實(shí)現(xiàn)能量回收利用;合肥工業(yè)大學(xué)提出一種采用非隔離型的H橋型DCDC變換器與并網(wǎng)逆變器構(gòu)成主電路拓?fù);浙江大學(xué)提出一種前級(jí)采用輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)有源箝位雙電感電流型推挽電路的電子負(fù)載測(cè)試低壓直流電源設(shè)備[6]。圖1-6FT8100系列能饋型電子直流負(fù)載Fig.1-6FT8100seriesenergy-feedingelectronicDCload1.2.2并網(wǎng)逆變器研究現(xiàn)狀能饋型直流電子負(fù)載所采用的并網(wǎng)逆變技術(shù)和新能源汽車(chē)、光伏逆變、風(fēng)力發(fā)電、不間斷電源(UPS)等所采用的并網(wǎng)逆變器相似。21世紀(jì)以來(lái),國(guó)外許多國(guó)家,如美國(guó)、德國(guó)等對(duì)本國(guó)新能源和光伏系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的大力支持,使并網(wǎng)逆變器得到了階躍性的發(fā)展[9]。歐洲為全球光伏逆變產(chǎn)業(yè)的先驅(qū),其生產(chǎn)的并網(wǎng)逆變器處于世界龍頭地位。其中德國(guó)SMA公司是全球光伏逆變產(chǎn)業(yè)最大的企業(yè),占有市場(chǎng)份額高達(dá)45%,擁有最先進(jìn)的測(cè)試和驗(yàn)證中心,光伏逆變器產(chǎn)品基本涵蓋了kW到GW級(jí)別的所有應(yīng)用類(lèi)型,不僅有公用大型集中式逆變器,也有商用和民用的組串式逆變器,并且饋能質(zhì)量好、穩(wěn)定性高,深受廣大用戶和企業(yè)的認(rèn)可。SMA最新推出的SunnyCentralUP光伏逆變器系統(tǒng),如圖1-7所示,可為大型發(fā)電廠提供高達(dá)4600kW的輸出功率,相對(duì)傳統(tǒng)逆變器而言,輸出功率相同情況下逆變器數(shù)量能夠減少17%-54%,且在極端溫度條件下也能確保平穩(wěn)運(yùn)行,使用壽命長(zhǎng)達(dá)25年。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]改進(jìn)解耦雙同步坐標(biāo)系鎖相環(huán)在諧波和電壓不平衡下的性能[J]. 王佳浩,潘歡,納春寧. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(13)
[2]T型三電平逆變器的并網(wǎng)電流D-Σ數(shù)字控制算法[J]. 任碧瑩,孫向東,余馬晶,王之軒. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(08)
[3]三相LCL并網(wǎng)逆變器改進(jìn)型準(zhǔn)比例諧振控制技術(shù)[J]. 葉吉亮,李嵐,劉海霞,王宇龍. 計(jì)算機(jī)仿真. 2018(09)
[4]T型三電平并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 季寧一,趙濤,徐友,徐宏健. 電氣技術(shù). 2018(08)
[5]T型三電平拓?fù)浼捌渲悬c(diǎn)電位平衡控制策略[J]. 鄭詩(shī)程,胡青松,彭勃. 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2017(12)
[6]PWM T型三電平逆變器損耗與可靠性研究[J]. 王夢(mèng)巖,陳權(quán),周朋飛,胡存剛. 電力電子技術(shù). 2017(05)
[7]優(yōu)化型DDSRF-PLL在不平衡和畸變電網(wǎng)電壓下的仿真研究[J]. 高文森,樊艷芳,王一波. 可再生能源. 2017(05)
[8]直流回饋型直流電子負(fù)載的設(shè)計(jì)與研究[J]. 王成,廖冬初,蔡華鋒. 電測(cè)與儀表. 2017(06)
[9]基于自抗擾控制技術(shù)的電壓源變流器電流解耦控制方法[J]. 盛超,唐釀,朱以順,丁業(yè)豪,王傳旭. 廣東電力. 2017(02)
[10]Si與SiC功率器件T型三電平損耗對(duì)比分析[J]. 崔梅婷,謝立軍,孟向軍,呂淼,徐關(guān)澄,張海龍. 智能電網(wǎng). 2015(12)
碩士論文
[1]基于虛擬同步發(fā)電機(jī)的T型三電平逆變器并聯(lián)控制策略研究[D]. 邱姣姣.西安理工大學(xué) 2019
[2]不平衡電網(wǎng)下三相并網(wǎng)逆變器的控制研究[D]. 周科.蘭州交通大學(xué) 2019
[3]電網(wǎng)電壓不平衡下光伏并網(wǎng)逆變器控制策略研究[D]. 嚴(yán)威.湖南工業(yè)大學(xué) 2019
[4]三相光伏逆變器雙電流閉環(huán)控制策略的研究[D]. 李曉康.青島大學(xué) 2019
[5]電網(wǎng)不平衡下三相鎖相環(huán)研究[D]. 王懿琳.安徽理工大學(xué) 2019
[6]基于DSP和FPGA的三相并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 鄧志剛.廣西大學(xué) 2019
[7]T型三電平逆變器控制策略的研究[D]. 周石強(qiáng).華中科技大學(xué) 2019
[8]T型三電平逆變器PWM調(diào)制策略的研究[D]. 韓祥鵬.華東交通大學(xué) 2018
[9]單相LCL型光伏并網(wǎng)微逆變器的控制技術(shù)研究[D]. 聶曉藝.南昌大學(xué) 2018
[10]LCL型三相光伏并網(wǎng)逆變器控制策略研究[D]. 王金強(qiáng).蘭州交通大學(xué) 2018
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