發(fā)布時(shí)間：2020-06-07 19:44

【摘要】：隨著當(dāng)今社會(huì)的不斷發(fā)展,地球上的環(huán)境污染及能源緊缺問(wèn)題日益加劇。而且地球上的傳統(tǒng)能源基本大部分都是不可再生能源,所以近來(lái)能源問(wèn)題也不斷地被人們重視,成為當(dāng)今社會(huì)的熱門(mén)話題。人們不斷地尋找新型能源,其中就包括太陽(yáng)能、風(fēng)能這兩種能源。它們目前被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng),為了提高能源的利用率,電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償就隨之映入人們的眼簾。為了提高供電系統(tǒng)和負(fù)載運(yùn)行的穩(wěn)定性,本文首先從無(wú)功功率的危害談起,并與傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償方法相比較,從而引出數(shù)字控制時(shí)電網(wǎng)無(wú)功功率的策略。簡(jiǎn)要介紹SPWM調(diào)制技術(shù)的由來(lái)及運(yùn)行原理,以此為基礎(chǔ)分別介紹了數(shù)字SPWM調(diào)制技術(shù)和模擬SPWM調(diào)制技術(shù)的運(yùn)行特點(diǎn),論述其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。經(jīng)過(guò)對(duì)比兩種調(diào)制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),提出一種調(diào)制方法。并分別對(duì)三種調(diào)制技術(shù)進(jìn)行傅里葉分析比較,得出本文所述調(diào)制方案的可行性。同時(shí)給出了基于并網(wǎng)逆變器實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償?shù)睦碚摶A(chǔ)推導(dǎo)出的數(shù)學(xué)模型,并分析逆變器實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)行狀態(tài)。闡述并網(wǎng)逆變器實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償?shù)乃矔r(shí)電流檢測(cè)方法,結(jié)合相關(guān)數(shù)學(xué)模型分析推導(dǎo)出基于dq兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓嚼碚摲椒�。同時(shí)介紹電壓電流雙閉環(huán)控制策略,以此為PI控制理論基礎(chǔ)。分析了三相并網(wǎng)逆變器在不同象限時(shí)補(bǔ)償?shù)墓β暑?lèi)型。結(jié)合相關(guān)推導(dǎo)分析理論搭建電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償Matlab仿真模型,分析感性無(wú)補(bǔ)償和容性無(wú)功補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)行狀態(tài)。驗(yàn)證數(shù)字控制時(shí)三相并網(wǎng)逆變器無(wú)功補(bǔ)償?shù)目尚行�。在硬件部分本文設(shè)計(jì)了逆變器信號(hào)處理電路和逆變器主電路板。逆變器信號(hào)處理電路包括數(shù)字調(diào)制電路和模擬調(diào)制電路兩部分。搭建帶載三相異步電機(jī)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)平臺(tái),通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證逆變器電路板的正確性及數(shù)字控制策略可行性。與此同時(shí)搭建單相逆變并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),驗(yàn)證通過(guò)數(shù)字控制逆變器實(shí)現(xiàn)單相并網(wǎng)策略的可行性,及向電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)目蓪?shí)施性。
【圖文】：

數(shù)字芯片調(diào)制電路信號(hào)發(fā)生電路驅(qū)動(dòng)電路采樣直流側(cè)電壓電流采樣調(diào)制信號(hào)模擬載波信號(hào)SPWM輸出信號(hào)圖 2-1 整體控制結(jié)構(gòu)圖Fig. 2-1 Overall control structure diagram為驗(yàn)證所述數(shù)字控制方案的可行性，故分別搭建三種 SPWM 發(fā)生電路的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并對(duì)所測(cè)得 SPWM 波形進(jìn)行傅里葉分析。對(duì)比各種控制情況下的諧波含量，如圖 2-2 所示。圖 2-2 a)為經(jīng) DSP 的事件管理器發(fā)出的 SPWM 波形的傅里葉分析圖，，而圖 2-2 b)和 c)分別為純模擬電路發(fā)出的 SPWM 波形的傅里葉分析圖和經(jīng)上述數(shù)字控制方法發(fā)出的 SPWM 波形的傅里葉分析圖。經(jīng)過(guò)對(duì)比顯而易見(jiàn)的可以看出，純數(shù)字量控制的方式靠近開(kāi)關(guān)頻率附近分布的諧波幅值較大，而模數(shù)結(jié)合方式的諧波頻率幅值分布與純模擬的諧波頻率幅值分布相近，這就充分驗(yàn)證了數(shù)字控制方案的可行性及優(yōu)越性。它既具備了數(shù)字化控制的靈敏性、可調(diào)性，同時(shí)又具備了模擬量控制的精確性、穩(wěn)定性。

2.2 三相并網(wǎng)逆變器實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑矸治隼貌⒕W(wǎng)逆變器實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償，其原理是將三相橋式逆變電路[29, 30]通過(guò)電抗器并聯(lián)到電網(wǎng)上，通過(guò)調(diào)節(jié)改變逆變電路輸出電壓的相位和幅值來(lái)改變輸出的功率，使其可以達(dá)到電網(wǎng)所需求的無(wú)功功率，包括范圍內(nèi)的所有感性無(wú)功功率和容性無(wú)功功率，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)通過(guò)逆變器并網(wǎng)補(bǔ)償電網(wǎng)所需的無(wú)功功率。三相并網(wǎng)逆變器由于其所充當(dāng)直流源的元件不同可分為電壓型和電流型兩種，如圖 2-3 a)和 b)所示。同時(shí)由于電流型逆變器在直流端采用電感充當(dāng)直流源，且為實(shí)現(xiàn)逆變并網(wǎng)，所選的電感較大，影響了無(wú)功補(bǔ)償?shù)乃俾�，所以在本文中將采用的是電壓型逆變器�?
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TM464;TM761.12

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2701908