单相光伏并网逆变器相位补偿谐振控制技术研究

发布时间：2019-10-08 00:47

【摘要】：随着经济的快速发展和人们生活品质的提高,人类对能源的需求越来越大。然而,传统化石能源的过度开发和使用,带来了能源紧张和环境污染两大世界性难题。因此,在经济发展和自然环境的双重制约下,新能源的开发利用变得尤为重要,其中太阳能以其分布广泛等独特的优点在新能源中占据着十分重要的地位。作为太阳能的主要利用形式,光伏并网发电得到了快速的发展。在此背景下,本文对光伏并网逆变系统的核心设备并网逆变器进行了研究,作为光伏阵列和电网接口的主要设备,逆变器的性能决定着整个光伏发电系统的性能。为了将光伏阵列输出的能量最大化的馈入电网中,使整个系统稳定运行,本文从拓扑结构和控制策略两个重要方面对其进行了深入地探讨。本文首先叙述了太阳能发电的背景、国内外发展状况以及发展前景,比较了并网逆变器各种拓扑结构的优缺点,确立了两级式单相并网逆变器的主电路拓扑。并网系统中能量在直流侧和交流侧之间来回传递时,逆变器直流侧带有的高阶偶次谐波会对逆变器输出电流造成影响,使并网电流中含有大量的奇次谐波,即便采用比较先进的控制算法,仍然难以解决这些问题。本文通过对各种控制策略的分析比较,提出了一种新型逆变器输出电流控制方法,即相位补偿谐振控制技术。相位补偿谐振控制策略可以在系统中的任一谐波频率处提供相位补偿角,从而能够对奇次谐波进行抑制,减小并网电流的总谐波含量,并且与普通比例谐振控制技术进行了比较,阐述了该控制方法的优势之处。然后,分别建立了单相并网逆变器前后两级的数学模型,给出了光伏并网系统的整体控制方案,并详细地论述了其原理。信号的采集部分主要是通过电压、电流采样电路获得系统直流和交流的实时信号,并且运用单相锁相环技术对电网电压的相位进行跟踪,信号的处理通过DSP芯片TMS320F28335完成。在MATLAB/SIMULINK环境中建立了系统的仿真模型,并利用DSP芯片编程进行了实验,仿真和实验结果表明了本文采用的相位补偿谐振控制策略的有效性。最后,总结了全文,分析了本文的研究重点及其不足,并且对本课题的未来研究工作进行了展望。
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM464;TM615

【参考文献】

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本文编号：2546006