本文關鍵詞：基于峰值電流的H6型并網逆變器的研究與設計

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【摘要】：世界經濟的持續(xù)發(fā)展使得能源緊缺和環(huán)境污染等現(xiàn)象愈發(fā)嚴重,新能源的開發(fā)利用這一課題也隨之被重視,其中太陽能因其清潔經濟受到世界各國的重視。光伏逆變器是太陽能利用的核心部分,所以對它的研究具有十分重大的意義。常見的光伏逆變器可以分為隔離型和非隔離型光伏逆變器兩類。非隔離型光伏逆變器放棄了笨重的變壓器,具有結構簡單輕便,成本低和轉換效率高等優(yōu)點。然而在非隔離性的光伏逆變并網系統(tǒng)中,光伏陣列和接地外殼之間存在著對地寄生電容,這一寄生電容會與輸出濾波元件和電網阻抗組成共模諧振電路。寄生電容上變化的共模電壓會激勵這個共模諧振電路,產生共模電流。為了抑制此共模電流,本文采用了H6型逆變器拓撲結構,論文中分析了該拓撲結構抑制共模電流的原理,并對其工作狀態(tài)進行詳細的介紹。峰值電流控制模式是一種新型的控制策略,它的應用范圍主要集中在弧焊逆變器系統(tǒng)中,本文將該種控制策略應用于光伏逆變器系統(tǒng)中并進行了實驗驗證。峰值電流控制電路中脈寬調制是一個雙入單出的控制環(huán)節(jié),脈沖信號的占空比取決于兩個輸入信號即參考信號和瞬態(tài)信號,該控制系統(tǒng)具有內在的限流和自校正能力。本文會就其基本原理、特征和穩(wěn)定性進行詳細的分析。本論文使用MATLAB建立了基于峰值電流反饋控制的H6型并網逆變器的實驗模型,模型中包括鎖相環(huán)技術實現(xiàn),峰值電流反饋控制算法的實現(xiàn)和H6型逆變器平臺的搭建三部分。通過對仿真結果的觀察和分析,驗證了該控制策略在H6型逆變器的可行性。根據(jù)以上分析,本論文設計了基于峰值電流反饋控制的H6型逆變器實驗平臺,該控制策略采用FPGA和DSP的雙核控制模式來實現(xiàn),DSP主要用于對電網信號進行鎖相,并且產生峰值電流控制的參考信號,發(fā)送給FPGA。FPGA是峰值電流控制的核心部分,接收來自DSP的參考信號和AD采樣的實時信號,然后給出功率開關管的脈沖驅動信號。FPGA的運算速度快和程序并行處理的性能優(yōu)勢使其能夠滿足峰值電流控制的對于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實時性的要求。然后,論文詳細介紹了實驗平臺主要硬件部分的設計原理。最后在設計的實驗平臺上,對峰值電流控制在H6型逆變器并網系統(tǒng)進行了驗證和分析,對課題完成情況進行了總結,并對以后的工作進行了展望。
【關鍵詞】：峰值電流控制 非隔離型光伏逆變器 H6拓撲結構 DSP+FPGA
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 研究背景12-14
• 1.1.1 光伏能源的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的形式13-14
• 1.2 光伏并網逆變器介紹14-16
• 1.3 光伏逆變器主要控制策略16-17
• 1.3.1 滯環(huán)控制16
• 1.3.2 SVPWM控制16
• 1.3.3 雙環(huán)控制16
• 1.3.4 無差拍控制16-17
• 1.4 本論文的主要工作安排17-20
• 第二章 共模電流分析、抑制和H6拓撲結構特點20-28
• 2.1 共模電流的產生與抑制20-21
• 2.2 H6型拓撲結構的分析21-25
• 2.2.1 H6型拓撲結構21-22
• 2.2.2 H6型逆變器的工作狀態(tài)分析22-25
• 2.2.3 H6的共模電流分析25
• 2.3 本章小結25-28
• 第三章 峰值電流反饋控制及鎖相環(huán)技術的仿真實現(xiàn)28-40
• 3.1 峰值電流反饋控制的原理及其穩(wěn)定性分析28-31
• 3.2 峰值電流反饋控制在H6拓撲的仿真設計31-34
• 3.3 鎖相環(huán)技術34-38
• 3.3.1 鎖相環(huán)的基本結構與工作過程34-35
• 3.3.2 數(shù)字鎖相環(huán)原理的軟件實現(xiàn)35-36
• 3.3.3 鎖相環(huán)的MATLAB仿真模型36-38
• 3.4 本章小結38-40
• 第四章 控制系統(tǒng)實驗平臺的硬件設計40-52
• 4.1 控制核心的硬件介紹40-43
• 4.1.1 FPGA簡介41-42
• 4.1.2 DSP簡介42-43
• 4.2 控制核心FPGA和DSP的外圍硬件電路設計43-47
• 4.2.1 FPGA的時鐘生成電路43-44
• 4.2.2 FPGA的配置電路44-46
• 4.2.3 控制板的供電電路46-47
• 4.3 ADC和DA模塊介紹及其外圍電路設計47-51
• 4.3.1 ADS8556簡介及其硬件設計47-49
• 4.3.2 DAC8563簡介及其硬件設計49-51
• 4.4 PWM驅動增強電路51
• 4.5 本章小結51-52
• 第五章 控制系統(tǒng)實驗平臺的軟件設計及結果分析52-68
• 5.1 ADS8556的軟件配置52-54
• 5.2 DAC8563的軟件配置54-57
• 5.3 數(shù)字鎖相環(huán)的實現(xiàn)57-60
• 5.4 DSP數(shù)據(jù)發(fā)送和FPGA數(shù)據(jù)處理的軟件設計60-61
• 5.5 峰值電流反饋算法的軟件設計61-66
• 5.5.1 FPGA產生斜坡補償信號61-63
• 5.5.2 峰值電流反饋軟件算法實現(xiàn)63-66
• 5.6 本章小結66-68
• 第六章 總結與展望68-70
• 6.1 本論文主要完成的工作68-69
• 6.2 后續(xù)工作及展望69-70
• 附錄70-72
• 參考文獻72-76
• 致謝76-77
• 附件77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張成;王心堅;衣鵬;孫澤昌;;SVPWM與SPWM比較仿真研究[J];機械與電子;2013年01期

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本文編號：721718