發(fā)布時(shí)間：2017-06-19 13:03

  本文關(guān)鍵詞：帶有源濾波功能的光伏并網(wǎng)逆變器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：針對(duì)傳統(tǒng)光伏并網(wǎng)逆變器具有間歇性、設(shè)備利用率低,單臺(tái)有源電力濾波器(Active Power Filter, APF)設(shè)備成本高、經(jīng)濟(jì)性不明顯等問題,本文研究了帶有源濾波功能的光伏并網(wǎng)逆變器。與普通光伏并網(wǎng)逆變器及APF相比,在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本不變、硬件成本幾乎不增加的條件下,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了光伏并網(wǎng)和有源濾波功能。既改善了電網(wǎng)的電能質(zhì)量,又降低了應(yīng)用成本,提高了整個(gè)裝置的利用率。本文主要工作總結(jié)如下：(1)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇及可行性分析分析光伏并網(wǎng)逆變器和APF的工作原理,通過對(duì)比兩者的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),選擇結(jié)構(gòu)相似的單級(jí)式三相光伏并網(wǎng)逆變器和并聯(lián)型APF作為研究對(duì)象,進(jìn)行統(tǒng)一控制。分析了基于同一硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)兩者功能的可行性以及帶APF功能的光伏并網(wǎng)逆變器的工作原理。(2)系統(tǒng)核心控制算法的研究與設(shè)計(jì)針對(duì)系統(tǒng)需要同時(shí)跟蹤基波和各次諧波電流的特點(diǎn),重點(diǎn)分析五種常用電流內(nèi)環(huán)控制器在本文中的優(yōu)缺點(diǎn)。將重復(fù)控制和PI并聯(lián)組成的復(fù)合控制器應(yīng)用于本系統(tǒng),改善重復(fù)控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢的缺點(diǎn)。設(shè)計(jì)了無差拍和重復(fù)+PI兩種電流內(nèi)環(huán)控制器并進(jìn)行對(duì)比研究。此外,研究了系統(tǒng)在光伏并網(wǎng)、APF以及同時(shí)并網(wǎng)和APF這三種工作模式的切換以及輸出電流限制等問題。對(duì)系統(tǒng)中的核心算法進(jìn)行設(shè)計(jì),如：基于雙二階廣義積分濾波器的軟件鎖相環(huán)、基于id-iq法諧波檢測(cè)算法以及直流側(cè)電壓外環(huán)控制器等。(3)基于模型設(shè)計(jì)自動(dòng)生成代碼方法的應(yīng)用針對(duì)傳統(tǒng)電力電子裝置開發(fā)過程中軟件研發(fā)周期長,代碼測(cè)試及驗(yàn)證費(fèi)時(shí)費(fèi)力等問題。本文利用Matlab/Simulink搭建控制算法仿真模型,對(duì)關(guān)鍵算法仿真驗(yàn)證之后,采用基于模型設(shè)計(jì)的方法,自動(dòng)生成適用于TMS320F28335的軟件代碼。并在Matlab環(huán)境下進(jìn)行軟件在環(huán)測(cè)試,驗(yàn)證自動(dòng)生成代碼的正確性。最后和手動(dòng)編寫的底層代碼集成,完成整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),縮短了軟件開發(fā)周期。(4)系統(tǒng)諧波補(bǔ)償效果衡量方法的研究仿真和實(shí)驗(yàn)中系統(tǒng)工作在同時(shí)并網(wǎng)和APF模式時(shí),由于補(bǔ)償諧波的同時(shí)向電網(wǎng)注入了有功基波電流導(dǎo)致電網(wǎng)基準(zhǔn)電流與單獨(dú)APF模式不同,而不能僅通過電流諧波畸變率(Total Harmonics Distortion, THD)的數(shù)值來準(zhǔn)確分析諧波補(bǔ)償效果。研究用諧波補(bǔ)償率來衡量系統(tǒng)諧波補(bǔ)償效果的方法,可以準(zhǔn)確分析出系統(tǒng)的諧波補(bǔ)償性能。利用Matlab對(duì)系統(tǒng)仿真,并搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試,仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：系統(tǒng)可以運(yùn)行在三種工作模式下；重復(fù)+PI控制的穩(wěn)態(tài)性能要優(yōu)于無差拍控制,使系統(tǒng)在并網(wǎng)模式時(shí)并網(wǎng)電流THD4%,功率因數(shù)約等于0.99；APF模式時(shí)經(jīng)過補(bǔ)償后,電網(wǎng)電流THD5%；同時(shí)并網(wǎng)和APF模式時(shí),在系統(tǒng)容量范圍內(nèi),輸出有功電流的同時(shí)可以補(bǔ)償77.24%的電網(wǎng)諧波電流,達(dá)到了預(yù)期效果,驗(yàn)證了系統(tǒng)及相關(guān)算法的可行性及實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：并網(wǎng)逆變器 有源濾波 電能質(zhì)量 重復(fù)控制 基于模型設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-18
• 1.1 研究目的和意義11-12
• 1.2 光伏并網(wǎng)逆變器的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 APF概述13-15
• 1.3.1 諧波的產(chǎn)生與危害13-14
• 1.3.2 APF的發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.4 帶有源濾波功能的光伏并網(wǎng)逆變器發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排16-18
• 2 光伏并網(wǎng)逆變器與APF統(tǒng)一控制18-25
• 2.1 光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作原理18-19
• 2.2 并聯(lián)型APF的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作原理19-20
• 2.3 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇與工作原理分析20-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 3 核心算法研究與設(shè)計(jì)25-48
• 3.1 鎖相環(huán)設(shè)計(jì)25-30
• 3.1.1 SSRF-SPLL26-27
• 3.1.2 DSOGI-SPLL27-30
• 3.2 諧波電流檢測(cè)算法30-34
• 3.3 電流內(nèi)環(huán)控制算法34-43
• 3.3.1 電流滯環(huán)控制34-35
• 3.3.2 PI控制35-36
• 3.3.3 無差拍控制36-38
• 3.3.4 準(zhǔn)比例諧振控制38-40
• 3.3.5 重復(fù)+PI控制40-43
• 3.4 脈寬調(diào)制算法43-44
• 3.5 直流側(cè)電壓控制44-45
• 3.6 工作模式切換及電流限制45-47
• 3.6.1 三種工作模式切換45-46
• 3.6.2 電流限制方法46-47
• 3.7 本章小結(jié)47-48
• 4 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)48-67
• 4.1 主電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算49-54
• 4.1.1 主電路設(shè)計(jì)49
• 4.1.2 主要參數(shù)選取49-54
• 4.2 驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路設(shè)計(jì)54-55
• 4.2.1 驅(qū)動(dòng)電路54
• 4.2.2 保護(hù)電路54-55
• 4.3 控制及檢測(cè)電路設(shè)計(jì)55-58
• 4.3.1 DSP核心控制電路55-56
• 4.3.2 電壓檢測(cè)電路56-57
• 4.3.3 電壓信號(hào)調(diào)理電路57
• 4.3.4 電流檢測(cè)電路57-58
• 4.4 軟件設(shè)計(jì)58-66
• 4.4.1 基于模型設(shè)計(jì)58-61
• 4.4.2 代碼自動(dòng)生成與驗(yàn)證61-63
• 4.4.3 代碼集成63-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 5 仿真及實(shí)驗(yàn)67-87
• 5.1 仿真結(jié)果與分析67-77
• 5.1.1 模式1并網(wǎng)仿真68-70
• 5.1.2 模式2 APF仿真70-72
• 5.1.3 模式3同時(shí)并網(wǎng)和APF仿真72-77
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析77-85
• 5.2.1 模式1并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)78-80
• 5.2.2 模式2 APF實(shí)驗(yàn)80-82
• 5.2.3 模式3同時(shí)并網(wǎng)和APF實(shí)驗(yàn)82-85
• 5.3 本章小結(jié)85-87
• 6 總結(jié)與展望87-89
• 6.1 全文工作總結(jié)87-88
• 6.2 未來工作展望88-89
• 致謝89-91
• 參考文獻(xiàn)91-95
• 附錄A：核心控制電路原理圖95-96
• 附錄B：核心控制電路PCB圖96-97
• 附錄C：中斷服務(wù)子程序97-99
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄99
• 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果99-101

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 儲(chǔ)健,許鎮(zhèn)琳;應(yīng)急逆變器群的集中控制[J];中國照明電器;2001年09期

2 李建輝,韓光宇,鐘實(shí);逆變器產(chǎn)生的干擾及抑制[J];中國設(shè)備工程;2005年04期

3 鄭沃奇;;廣州地鐵2號(hào)線車輛輔助逆變器[J];機(jī)車電傳動(dòng);2006年05期

4 張勁松;;淺談逆變器的使用[J];中國科技信息;2007年18期

5 李紅新;周林;郭珂;戰(zhàn)祥真;雷建;;Z源逆變器最新進(jìn)展及應(yīng)用研究[J];電源技術(shù);2013年03期

6 高潮,徐宏凱,于泉;富士電機(jī)公司的逆變器與伺服技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r[J];電氣傳動(dòng);2000年01期

7 林航空,仲田清(日);日立制作所開發(fā)逆變器控制的新動(dòng)向[J];國外內(nèi)燃機(jī)車;2000年02期

8 鄒云屏,成功,丁凱;模型參考自適應(yīng)控制逆變器的研究[J];通信電源技術(shù);2000年03期

9 李劍 ,康勇 ,陳堅(jiān);帶模糊調(diào)節(jié)的重復(fù)控制器在逆變器中的應(yīng)用[J];電氣傳動(dòng);2001年06期

10 胡兵,陶生桂,毛明平;現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列在逆變器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年01期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳永利;霍艷軍;;組合式三相正弦逆變器控制軟件設(shè)計(jì)[A];提高全民科學(xué)素質(zhì)、建設(shè)創(chuàng)新型國家——2006中國科協(xié)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2006年

2 費(fèi)雯麗;袁佳歆;陳立;;基于免疫算法的單相逆變器多目標(biāo)最優(yōu)控制策略研究[A];第七屆中國高校電力電子與電力傳動(dòng)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

3 李紅利;方文俊;仇書文;;基于60°坐標(biāo)系的五電平逆變器研究[A];第22屆全國煤礦自動(dòng)化與信息化學(xué)術(shù)會(huì)議暨第4屆中國煤礦信息化與自動(dòng)化高層論壇論文集[C];2012年

4 郭建勇;方如舉;李獻(xiàn)偉;;光伏并網(wǎng)逆變器偽孤島現(xiàn)象的研究[A];2012中國智能電網(wǎng)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

5 李金剛;馬鑫;鐘彥儒;;新型中頻正弦波逆變器控制方法實(shí)現(xiàn)的研究[A];2008中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2008年

6 石志學(xué);王金峰;金傳付;吉文杰;郭艷鵬;陳可;;500kW光伏并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[A];中國計(jì)量協(xié)會(huì)冶金分會(huì)2013年會(huì)論文集[C];2013年

7 葛興來;馮曉云;;逆變器無拍頻控制策略研究[A];2008年中國鐵道學(xué)會(huì)牽引動(dòng)力學(xué)術(shù)年會(huì)——?jiǎng)榆嚱M、大功率交流傳動(dòng)機(jī)車研討會(huì)論文集[C];2008年

8 葉楠;何中一;孟憲會(huì);邢巖;;逆變器電流滯環(huán)控制技術(shù)研究[A];2006中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)第十屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2006年

9 張少杰;段鐵群;楊勇;張亮;;1kW潮流能發(fā)電裝置逆變器SVPWM技術(shù)的研究與應(yīng)用[A];中國可再生能源學(xué)會(huì)海洋能專業(yè)委員會(huì)第三屆學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2010年

10 郭同生;黎輝;楊旭;王兆安;;UPS逆變器反饋控制誤差分析與改進(jìn)方法[A];第二屆全國特種電源與元器件年會(huì)論文集[C];2002年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 上海 蘇成富;一款新型逆變器控制芯片LX1692IDW簡介[N];電子報(bào);2013年

2 周志敏;新一代UPS的發(fā)展趨勢(shì)[N];人民郵電;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李湘峰;逆變器的能控性分析及m模態(tài)控制[D];華南理工大學(xué);2015年

2 HOANG THI THU GIANG;并網(wǎng)逆變器并聯(lián)運(yùn)行方法研究[D];華南理工大學(xué);2016年

3 郭志強(qiáng);分布式發(fā)電及分散式微電網(wǎng)控制策略的研究[D];北京理工大學(xué);2015年

4 邵章平;三電平光伏并網(wǎng)逆變器的模塊化控制研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

5 施永;微網(wǎng)系統(tǒng)逆變及組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

6 劉芳;基于虛擬同步機(jī)的微網(wǎng)逆變器控制策略研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

7 鄧凱;開關(guān)電感型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2015年

8 姚瑋;數(shù)字化鐵路25Hz信號(hào)電源及其并聯(lián)運(yùn)行技術(shù)的研究[D];浙江大學(xué);2015年

9 房緒鵬;Z源逆變器研究[D];浙江大學(xué);2005年

10 陳艷;光伏發(fā)電系統(tǒng)中Z源逆變器的控制技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馮莉;戶用型三相四橋臂光伏逆變器控制策略研究[D];燕山大學(xué);2015年

2 張曉靜;單級(jí)非隔離型雙Zeta逆變器[D];燕山大學(xué);2015年

3 王泉策;光伏并網(wǎng)微逆變器研究[D];燕山大學(xué);2015年

4 馬思曼;三相逆變器多機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)諧振機(jī)理與抑制策略研究[D];燕山大學(xué);2015年

5 盧浩;三相光伏逆變器的智能控制技術(shù)的研究[D];安徽大學(xué);2015年

6 陳月;大功率串并式磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)研究[D];江南大學(xué);2015年

7 劉杰;3kW單相光伏并網(wǎng)逆變器的研制[D];西南交通大學(xué);2015年

8 劉海利;高升壓比電流連續(xù)型Quasi-Z源逆變器及其并網(wǎng)控制研究[D];西南交通大學(xué);2015年

9 崔曉東;基于下垂控制的船舶微源逆變器控制策略研究[D];大連海事大學(xué);2016年

10 楊洪雨;雙饋異步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)阻抗建模及穩(wěn)定性分析[D];浙江大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：帶有源濾波功能的光伏并網(wǎng)逆變器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：462563