三相電壓型并網(wǎng)逆變器小波調(diào)制策略研究
本文關(guān)鍵詞:三相電壓型并網(wǎng)逆變器小波調(diào)制策略研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:電力電子技術(shù)通過控制電力電子器件實現(xiàn)對電能控制的技術(shù),調(diào)制策略作為電能變換控制的核心對電能控制的質(zhì)量有重要影響。隨著新能源開發(fā)和利用,新能源并網(wǎng)發(fā)電越來越受到關(guān)注。并網(wǎng)逆變器的控制最終通過PWM技術(shù)控制開關(guān)管導通和關(guān)斷來實現(xiàn)的,良好的PWM調(diào)制技術(shù)對提高并網(wǎng)逆變器的發(fā)電質(zhì)量有重要作用。盡管已有十幾種調(diào)制技術(shù)在工業(yè)中發(fā)揮了重要作用,國內(nèi)外學者仍希望進一步提高電力變換器的工作效率并致力于開發(fā)新的調(diào)制策略。小波調(diào)制(Wavelet Modulation,WM)作為一種新的調(diào)制策略應(yīng)用于信號調(diào)制中表現(xiàn)出了良好的抗干擾能力,對降低逆變器開關(guān)損耗、改善并網(wǎng)電流波形質(zhì)量具有重要的作用。本課題首先針對WM逆變器輸出電壓波形質(zhì)量的問題對其輸出電壓進行研究。首先簡要分析了WM逆變工作原理;之后建立WM逆變器數(shù)學模型通過傅里葉分析方法分析了WM逆變器輸出電壓諧波分布及電壓調(diào)制比,并通過仿真與SPWM和SVPWM進行比較;最后針對WM逆變器輸出低次諧波含量較高的問題提出了基于占空比跟蹤的改進策略。結(jié)果表明,WM相比現(xiàn)有的調(diào)制策略在電壓諧波含量及調(diào)制比方面具有明顯優(yōu)勢特別在開關(guān)頻率附近的諧波含量較低,與傳統(tǒng)WM逆變器相比,占空比跟蹤型低次諧波含量明顯降低。隨后,進一步研究了WM逆變器在新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用。首先簡要分析了并網(wǎng)逆變器基于PI調(diào)節(jié)器的電流閉環(huán)控制系統(tǒng)和基于功率滯環(huán)比較器的直接功率控制系統(tǒng);之后提出了50Hz三相WM逆變器數(shù)學模型并將其帶入并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)提出了基于小波調(diào)制的電流控制策略;隨后通過分析基于滯環(huán)比較器的直接功率控制系統(tǒng)SVPWM開關(guān)表設(shè)計實質(zhì),提出了基于小波調(diào)制的直接功率控制策略。最后通過Matlab仿真和搭建基于TMS320F2812的實驗平臺對基于小波調(diào)制的并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)進行驗證。結(jié)果表明,基于小波調(diào)制的電流閉環(huán)控制系統(tǒng)并網(wǎng)電流諧波含量更低特別在開關(guān)頻率附近的諧波含量明顯降低,這有利于降低過于集中的諧波對系統(tǒng)的電磁干擾;較傳統(tǒng)控制策略基于小波調(diào)制的直接功率控制系統(tǒng)瞬時功率波形更穩(wěn)定,開關(guān)頻率附近的諧波含量較低。
【關(guān)鍵詞】:多分辨率分析 小波調(diào)制 并網(wǎng)逆變器
【學位授予單位】:江南大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TM464
【目錄】:
- 摘要3-4
- Abstract4-7
- 第一章 緒論7-13
- 1.1 課題研究背景及意義7
- 1.2 小波調(diào)制的研究概述7-9
- 1.3 并網(wǎng)逆變器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
- 1.3.1 開關(guān)型并網(wǎng)逆變器主電路拓撲結(jié)構(gòu)9-10
- 1.3.2 現(xiàn)代電壓型并網(wǎng)逆變器的控制策略10-12
- 1.4 主要研究內(nèi)容12-13
- 第二章 逆變器的小波調(diào)制分析13-29
- 2.1 小波調(diào)制的原理13-17
- 2.1.1 多分辨率分析13-14
- 2.1.2 基于小波函數(shù)的非均勻采樣14-16
- 2.1.3 逆變器小波調(diào)制的實現(xiàn)16-17
- 2.2 三相電壓型小波調(diào)制逆變器模型分析17-28
- 2.2.1 三相電壓型小波調(diào)制逆變器數(shù)學模型17-20
- 2.2.2 小波調(diào)制對逆變器性能影響20-24
- 2.2.3 小波調(diào)制策略改進24-28
- 2.3 本章小結(jié)28-29
- 第三章 基于小波調(diào)制的并網(wǎng)逆變器控制研究29-53
- 3.1 三相電壓型并網(wǎng)逆變器控制策略29-36
- 3.1.1 三相電壓型并網(wǎng)逆變器拓撲及數(shù)學模型29-31
- 3.1.2 并網(wǎng)逆變器電流閉環(huán)控制策略31-33
- 3.1.3 并網(wǎng)逆變器功率閉環(huán)控制策略33-36
- 3.2 基于小波調(diào)制的電流閉環(huán)控制策略36-43
- 3.2.1 同步dq坐標系下小波調(diào)制數(shù)學模型36-38
- 3.2.2 小波調(diào)制逆變器相位及開關(guān)頻率控制38-41
- 3.2.3 基于小波調(diào)制的電流控制策略41-43
- 3.3 基于小波調(diào)制的直接功率控制策略43-50
- 3.3.1 并網(wǎng)逆變器功率模型分析43-45
- 3.3.2 基于SVPWM的功率控制策略45-47
- 3.3.3 基于小波調(diào)制的功率控制策略47-50
- 3.4 本章小結(jié)50-53
- 第四章 并網(wǎng)逆變器小波調(diào)制策略仿真及實驗研究53-73
- 4.1 系統(tǒng)主電路參數(shù)設(shè)計53-55
- 4.1.1 交流側(cè)濾波電感設(shè)計53-54
- 4.1.2 直流側(cè)電容參數(shù)設(shè)計54-55
- 4.2 基于小波調(diào)制的并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)仿真55-66
- 4.2.1 基于小波調(diào)制的電流閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真55-61
- 4.2.2 基于小波調(diào)制的功率閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真61-66
- 4.3 基于小波調(diào)制的電流閉環(huán)控制實驗66-71
- 4.3.1 逆變器主電路設(shè)計67-69
- 4.3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計69-70
- 4.3.3 實驗結(jié)果70-71
- 4.4 本章小結(jié)71-73
- 第五章 結(jié)論與展望73-75
- 5.1 總結(jié)73
- 5.2 展望73-75
- 致謝75-77
- 參考文獻77-81
- 附錄81
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