本文關(guān)鍵詞：基于三電平變流器SVPWM簡(jiǎn)化算法的中點(diǎn)電壓控制及并網(wǎng)策略研究

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【摘要】：隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重,新能源的開(kāi)發(fā)和利用受到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。變流器作為電能轉(zhuǎn)換的核心,為新能源發(fā)電的高效和高性能發(fā)揮著重要作用,研究其結(jié)構(gòu)與控制方法對(duì)于提高系統(tǒng)發(fā)電效率與穩(wěn)定性、降低成本具有極其重要的意義。三電平變流器因其輸出電壓與電流波形畸變小、功率因數(shù)高、耐壓等級(jí)高、器件開(kāi)關(guān)損耗低等優(yōu)點(diǎn),在可再生能源的并網(wǎng)發(fā)電,尤其是光伏發(fā)電領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注與應(yīng)用。為避免傳統(tǒng)三電平SVPWM調(diào)制策略繁雜的計(jì)算及控制流程,本文基于三電平變流器SVPWM簡(jiǎn)化算法的原理、調(diào)制策略開(kāi)展了研究,在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)控制,主要工作如下：1、對(duì)中點(diǎn)箝位式三電平變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行理論分析,在開(kāi)關(guān)函數(shù)的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出三電平變流器在三相abc及同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)并網(wǎng)要求設(shè)計(jì)主電路中電感和電容元件的參數(shù)；2、重點(diǎn)研究了基于參考矢量轉(zhuǎn)換的三電平SVPWM簡(jiǎn)化算法,通過(guò)坐標(biāo)平移將三電平參考矢量轉(zhuǎn)化為兩電平分矢量,應(yīng)用兩電平SVPWM算法得到相鄰矢量作用時(shí)間,從而確定各橋臂開(kāi)關(guān)狀態(tài)。簡(jiǎn)化算法易于實(shí)現(xiàn)且避免了繁瑣的分區(qū)域算法控制；3、分析研究中點(diǎn)箝位型三電平變流器直流側(cè)電容中點(diǎn)電壓不平衡問(wèn)題產(chǎn)生的原因,通過(guò)硬件方法與軟件算法兩種方式提出消除中點(diǎn)偏移的理論方法,以軟件方式為研究重點(diǎn),在三電平SVPWM簡(jiǎn)化算法模型上通過(guò)調(diào)整矢量作用時(shí)間,實(shí)現(xiàn)了直流側(cè)中點(diǎn)平衡控制；4、根據(jù)并網(wǎng)目標(biāo)設(shè)計(jì)鎖相環(huán),利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換檢測(cè)電網(wǎng)電壓角頻率與相位,通過(guò)PI濾波器消除誤差信號(hào)；結(jié)合數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)并網(wǎng)電流閉環(huán)控制器,實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流跟蹤電網(wǎng)電壓相位的無(wú)靜差調(diào)控,并網(wǎng)功率因數(shù)可近似為1。在以上理論研究與仿真驗(yàn)證的基礎(chǔ)上進(jìn)行并網(wǎng)實(shí)驗(yàn),對(duì)電網(wǎng)電壓對(duì)稱(chēng)與不對(duì)稱(chēng)兩種情況進(jìn)行仿真,均能實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)控制,驗(yàn)證了本文所提控制方法與系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)的正確性。
【關(guān)鍵詞】：三電平變流器 SVPWM簡(jiǎn)化算法 中點(diǎn)平衡 鎖相技術(shù) 電流控制
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 三電平變流器9-11
• 1.2.1 三電平變流器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 三電平變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作原理10-11
• 1.2.3 三電平變流器直流側(cè)電壓中點(diǎn)平衡問(wèn)題及控制策略11
• 1.3 三電平變流器PWM調(diào)制策略11-12
• 1.3.1 三電平PWM調(diào)制研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 三電平空間矢量調(diào)制(SVPWM)算法12
• 1.4 并網(wǎng)控制技術(shù)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4.1 并網(wǎng)同步鎖相技術(shù)12-13
• 1.4.2 并網(wǎng)電流控制技術(shù)13-14
• 1.5 本文主要工作14-15
• 第二章 三電平變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及數(shù)學(xué)模型15-29
• 2.1 引言15
• 2.2 三電平變流器并網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)15-16
• 2.3 三電平變流器并網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型16-24
• 2.3.1 開(kāi)關(guān)函數(shù)16-20
• 2.3.2 abc坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型20
• 2.3.3 α-β坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型20-21
• 2.3.4 dq0坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型21-24
• 2.4 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)24-28
• 2.4.1 交流側(cè)電感24-27
• 2.4.2 直流側(cè)電容27-28
• 2.4.3 交流側(cè)濾波電容28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 三電平變流器SVPWM調(diào)制及直流中點(diǎn)電壓平衡控制29-55
• 3.1 引言29-30
• 3.2 三電平電壓空間矢量調(diào)制傳統(tǒng)算法30-34
• 3.2.1 三電平SVPWM傳統(tǒng)算法30
• 3.2.2 扇區(qū)判斷和區(qū)域判斷30-32
• 3.2.3 電壓空間矢量作用時(shí)間32-33
• 3.2.4 減小開(kāi)關(guān)損耗的SVPWM調(diào)制算法33-34
• 3.3 三電平SVPWM簡(jiǎn)化算法34-45
• 3.3.1 兩電平SVPWM算法34-41
• 3.3.2 三電平SVPWM簡(jiǎn)化算法41-45
• 3.4 直流中點(diǎn)平衡問(wèn)題分析及控制策略45-52
• 3.4.1 直流中點(diǎn)波動(dòng)的原因分析45-49
• 3.4.2 中點(diǎn)不平衡控制策略49-51
• 3.4.3 中點(diǎn)平衡控制仿真驗(yàn)證51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-55
• 第四章 三電平變流器并網(wǎng)控制策略55-65
• 4.1 引言55
• 4.2 并網(wǎng)控制目的55
• 4.3 控制器設(shè)計(jì)55-62
• 4.3.1 鎖相環(huán)設(shè)計(jì)58-59
• 4.3.2 電流環(huán)設(shè)計(jì)59-62
• 4.4 仿真驗(yàn)證62-63
• 4.5 本章小結(jié)63-65
• 第五章 三電平變流器并網(wǎng)系統(tǒng)仿真研究65-73
• 5.1 參數(shù)設(shè)置65
• 5.2 仿真實(shí)驗(yàn)65-72
• 5.2.1 給定參考電流66-68
• 5.2.2 給定并網(wǎng)功率68-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73
• 6.2 展望73-75
• 致謝75-77
• 參考文獻(xiàn)77-81

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本文編號(hào)：805509