当前位置:主页 > 科技论文 > 电气论文 >

LCL型并网逆变器控制系统的研究

发布时间:2018-05-30 08:08

  本文选题:并网逆变器 + 双极性SPWM ; 参考:《江苏大学》2017年硕士论文


【摘要】:当今世界,随着一次常规能源的枯竭和全球环境污染的加剧,太阳能、风能等可再生能源的开发与利用成为人们解决当今能源危机的关键突破口。新能源并网发电是可再生能源利用的主要形式,而并网逆变器是新能源与电网连接的中间桥梁,它的主要功能是将新能源产生的电能转换为符合电网标准的交流电能。本文采用LCL型并网逆变器并网电流和电容电流双闭环控制的拓扑结构,选用高阶LCL滤波器滤除并网逆变器桥臂输出电压中大量的高频谐波;引入电容电流反馈有源阻尼的方法来抑制LCL滤波器的固有谐振尖峰,保证并网逆变器系统稳定工作;利用可视化算法对调节器PI参数进行分析与推导,为LCL型并网逆变器系统电流调节器PI的设计提供理论基础和依据。本文的研究工作具体如下:首先,建立LCL型并网逆变器系统的电路拓扑结构,分析双极性SPWM脉宽调制的原理,论证单相与三相并网系统在电路结构和原理上的相通性,为单相和三相并网逆变器系统的统一设计提供理论基础。根据并网逆变器系统运行的技术指标,设计LCL滤波器的参数。其次,对LCL型并网逆变器双闭环控制系统进行数学建模与分析,推导并网逆变器系统的双闭环传递函数。利用Matlab分析并网逆变器系统的Bode图,验证电容电流反馈有源阻尼对电流双闭环控制系统幅频谐振尖峰的抑制效果。通过可视化算法对并网电流调节器PI的参数进行设计,利用频域和时域性能指标的要求,整定调节器PI的可视化参数域。该方法可得到最优的PI参数域,无需重复试凑。再次,介绍LCL型三相并网逆变器系统的三种并网电流控制方式,采用并网电流dq控制方式进行仿真研究。利用Matlab/Simulink搭建LCL型单相和三相电流并网逆变器系统仿真平台,选取调节器PI的最优参数域进行仿真,分析系统输出波形的谐波含量、满载与半载的动静态性能等,理论上验证并网逆变器双闭环控制系统设计的合理性和可行性。最后,设计了基于DSP-TMS320F2812的硬件系统和HDSP-XDS510USB的软件系统,搭建了LCL型单相3kW和三相9kW的并网逆变器原理实验样机。实验的波形与数据验证了上述理论分析的正确性和可视化算法参数设计的有效性。
[Abstract]:In today's world, with the depletion of primary conventional energy and the aggravation of global environmental pollution, the development and utilization of renewable energy, such as solar energy and wind energy, has become a key breakthrough for people to solve today's energy crisis. Grid-connected power generation is the main form of renewable energy utilization, and grid-connected inverter is the intermediate bridge between new energy and power grid. Its main function is to convert the electric energy generated by new energy into AC energy in accordance with the grid standard. In this paper, the topology of LCL grid-connected inverter with double closed-loop control of grid-connected current and capacitive current is adopted, and high-order LCL filter is used to filter a large number of high-frequency harmonics from the output voltage of grid-connected inverter. The method of capacitive current feedback active damping is introduced to suppress the inherent resonance spike of LCL filter to ensure the stable operation of grid-connected inverter system, and the Pi parameters of regulator are analyzed and deduced by visual algorithm. It provides a theoretical basis and basis for the design of Pi current regulator in LCL grid-connected inverter system. The research work of this paper is as follows: firstly, the circuit topology of LCL grid-connected inverter system is established, the principle of bipolar SPWM pulse width modulation is analyzed, and the circuit structure and principle of single-phase and three-phase grid-connected system are proved. It provides a theoretical basis for the unified design of single-phase and three-phase grid-connected inverter systems. According to the technical specifications of grid-connected inverter system, the parameters of LCL filter are designed. Secondly, the mathematical modeling and analysis of double closed loop control system of LCL grid-connected inverter are carried out, and the double closed-loop transfer function of grid-connected inverter system is deduced. The Bode diagram of grid-connected inverter system is analyzed by Matlab to verify the suppression effect of capacitive current feedback active damping on amplitude frequency resonance peak of current double closed loop control system. The parameters of Pi of grid-connected current regulator are designed by visual algorithm, and the visual parameter domain of Pi is set according to the requirement of performance index in frequency domain and time domain. The optimal Pi parameter domain can be obtained by this method without repeated trial. Thirdly, three grid-connected current control modes of LCL type three-phase grid-connected inverter system are introduced, and the simulation research is carried out by using grid-connected current dq control mode. The simulation platform of LCL single-phase and three-phase current grid-connected inverter is built by using Matlab/Simulink. The optimal parameter domain of Pi regulator is selected to simulate, and the harmonic content of the output waveform of the system and the static and static performance of the full load and half load are analyzed. The rationality and feasibility of the design of double closed loop control system for grid-connected inverter are verified theoretically. Finally, the hardware system based on DSP-TMS320F2812 and the software system of HDSP-XDS510USB are designed, and the experimental prototype of grid-connected inverter based on LCL single-phase 3kW and three-phase 9kW is built. The experimental waveforms and data verify the correctness of the theoretical analysis and the effectiveness of the visual algorithm parameter design.
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM464

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 闫伟;赵荣祥;蒋大鹏;;一种基于重复控制的并网逆变器实现方案[J];电源技术应用;2006年08期

2 庹元科;徐定成;傅剑锋;彭志春;;高效率并网逆变器发展综述[J];现代建筑电气;2011年05期

3 曾正;赵荣祥;汤胜清;杨欢;吕志鹏;;可再生能源分散接入用先进并网逆变器研究综述[J];中国电机工程学报;2013年24期

4 李蕴知;;一种并网逆变器设计分析[J];电子技术与软件工程;2013年14期

5 王斯成,余世杰,王德林,苏建徽,董路影,沈玉梁;3kW可调度型并网逆变器的研制[J];太阳能学报;2001年01期

6 陈潼;赵荣祥;;并网逆变器间接电流解耦控制策略的研究[J];电力电子技术;2006年03期

7 陈潼;赵荣祥;;一种高频环节并网逆变器的实现方案[J];江南大学学报;2006年06期

8 张强;张崇巍;张兴;谢震;;风力发电用大功率并网逆变器研究[J];中国电机工程学报;2007年16期

9 文劲松;戴瑜兴;刘伟;;3kW单相可再生能源并网逆变器设计[J];低压电器;2007年15期

10 蔡磊;钱照明;彭方正;;Z源单相并网逆变器控制的实现[J];电力电子技术;2008年07期

相关会议论文 前9条

1 董鹏;毕天姝;薛安成;杨奇逊;;并网逆变器控制技术研究[A];2008中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C];2008年

2 侯世英;庹元科;;双频并网逆变器的仿真研究[A];四川省电工技术学会第九届学术年会论文集[C];2008年

3 郭小强;邬伟扬;关雅娟;;并网逆变器直流注入控制策略研究[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

4 史玉立;;微网中并网逆变器的一种改进下垂控制策略研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会(CSAE 2011)论文摘要集[C];2011年

5 刘淑琴;戴敏;韩国志;徐聪;边忠国;;微电源并网逆变器的控制策略及仿真分析[A];分布式发电、智能微电网与电能质量——第三届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集[C];2013年

6 刘聪;戴珂;张树全;段科威;康勇;;分布式发电并网逆变器实现有源滤波与无功补偿功能的研究[A];第二届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集[C];2011年

7 林辉品;王鹿军;吕征宇;;电网谐波背景下并网逆变器的PRI控制方法[A];分布式发电、智能微电网与电能质量——第三届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集[C];2013年

8 徐志英;许爱国;谢少军;汤雨;;LCL并网逆变器入网电流控制技术研究[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

9 何占宁;夏东伟;刘玉朋;马秀秀;;一种基于dsPIC30F4011的并网逆变器锁相控制方法[A];2011年全国通信安全学术会议论文集[C];2011年

相关重要报纸文章 前3条

1 记者 周伶;我区光伏电站关键设备研究水平步入世界先进行列[N];新疆科技报(汉);2012年

2 姜小莉 左裔;光伏发电若要并网 直流先要变成交流[N];常州日报;2010年

3 本报记者 吴林;丰台垒球场成节能示范场[N];中国房地产报;2007年

相关博士学位论文 前10条

1 李春鹏;蓄电池并网放电系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

2 许德志;并网逆变器与电网谐波交互的建模分析与抑制研究[D];上海大学;2015年

3 李小强;LCL滤波的并网逆变器非理想电网适应性分析及优化控制[D];中国矿业大学;2015年

4 赵强松;新型比例积分多谐振控制及其并网逆变器应用研究[D];南京航空航天大学;2016年

5 杨东升;弱电网下LCL型并网逆变器的电流和功率控制技术[D];南京航空航天大学;2016年

6 丁浩;逆变型电源分布式并网孤岛检测与低电压穿越控制技术研究[D];燕山大学;2016年

7 伞国成;电压源逆变器并网及PCC电压质量控制研究[D];燕山大学;2016年

8 杨波;基于并网逆变器电能质量与变换效率的若干关键技术研究[D];浙江大学;2010年

9 姚志垒;并网逆变器关键技术研究[D];南京航空航天大学;2012年

10 陈东;并网逆变器系统中的重复控制技术及其应用研究[D];浙江大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 石宇龙;电网电压畸变情况下三相并网逆变器控制研究[D];燕山大学;2015年

2 张越;基于虚拟磁链的三相并网逆变控制策略研究[D];宁夏大学;2015年

3 熊洁;LCL型并网逆变器控制算法研究[D];西南交通大学;2015年

4 李振伟;基于电网阻抗辨识的并网逆变器稳定性分析[D];哈尔滨工业大学;2015年

5 徐修林;含多并网逆变器的配电网谐振机理分析与抑制[D];哈尔滨工业大学;2015年

6 姜振廷;三电平T型并网逆变器设计[D];哈尔滨工业大学;2015年

7 程超;单相并网逆变器LLCL型输出滤波器的研究[D];上海大学;2015年

8 李朋;不平衡故障两相静止坐标系下并网逆变器控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

9 徐流建;基于键合图和BP神经网络的并网逆变器故障诊断研究[D];新疆大学;2015年

10 王军;低压微网中并网逆变器谐振问题的研究[D];电子科技大学;2014年



本文编号:1954568

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/1954568.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户eb9eb***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com