具有谐波抑制功能的并网逆变器研究

发布时间：2017-03-29 18:24

  本文关键词：具有谐波抑制功能的并网逆变器研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当前全球主要面临着能源危机与环境污染等问题:传统的化石燃料以不可再生的方式被消耗,同时排放大量有害气体,造成环境污染。为解决上述问题,分布式发电系统由于具有使用风能、太阳能等绿色无污染的新型能源的独特优势,越来越受到关注和青睐。分布式发电系统不仅使得污染物的零排放成为可能,而且可以方便地就近取电或者取热,从而大幅度地提高了能源的转换效率。分布式发电系统和大电网之间的能量传递和交换是靠并网逆变器实现的,因此,并网逆变器的性能直接关系着并网电能的质量。此外,由于高新技术的发展,大量的电力电子、非线性及电气化设备被投入使用,使得电网波形产生严重的畸变,造成电环境的污染。鉴于以上方面,如何控制并网逆变器,使其安全并网的同时,实现电网谐波抑制功能,成为当前的研究热点之一。本文针对如何使三相并网逆变器具有抑制电网谐波功能的问题,以传统双闭环控制为基础,在电压环中增加了合成谐波阻抗模块,以同时实现对电网中的电流、电压谐波的有效抑制。在上述思路的基础上,本文给出了基于合成特定频率点谐波阻抗和功率解耦联合控制以及基于二阶广义积分器合成谐波阻抗和功率计算联合控制这两种控制方法。为了验证这两种控制策略的合理性和可行性,本文在ULINKMATLAB/SIM仿真环境中,搭建了上述两种控制方法的系统仿真模型,具体包括谐波提取、功率控制、合成谐波阻抗、PR控制器和坐标变换等模块,最后形成SPWM控制信号。此外,本文研究了以28335F320TMS为核心控制器的硬件系统,从而对系统加以更深入地研究。本文的仿真结果表明:增加谐波阻抗模块的双闭环控制能有效降低电网的电流、电压谐波。证实了该控制方案的可行性和有效性,实现了本文的设计目的,为实际项目奠定了一定的理论基础。
【关键词】：分布式发电 并网逆变器 谐波阻抗 谐波抑制
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景与意义10-12
• 1.1.1 能源与环境10
• 1.1.2 谐波危害及其抑制10-12
• 1.1.3 分布式发电系统和并网逆变器12
• 1.2 并网逆变器研究现状和发展前景12-14
• 1.2.1 研究现状12-13
• 1.2.2 发展前景13-14
• 1.3 本文主要研究内容14-16
• 第2章 并网逆变器谐波抑制相关理论16-29
• 2.1 三相并网逆变器工作过程16-18
• 2.2 SPWM调制技术18-22
• 2.2.1 SPWM基本原理19-20
• 2.2.2 SPWM调制方式20-22
• 2.2.3 SPWM电压利用率22
• 2.3 谐波提取方法22-26
• 2.4 并网逆变器传统控制策略26-27
• 2.5 本章小结27-29
• 第3章 并网逆变器谐波抑制方法研究29-42
• 3.1 功率控制模块30-33
• 3.1.1 功率解耦法31-32
• 3.1.2 功率公式计算法32-33
• 3.2 合成谐波阻抗33-36
• 3.2.1 基于特定频率点合成谐波阻抗33-35
• 3.2.2 基于二阶广义积分器合成谐波阻抗35-36
• 3.3 电压控制环36-41
• 3.3.1 准PR控制器36-39
• 3.3.2 电压回路输出特性分析39-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 并网逆变器谐波抑制方法仿真42-56
• 4.1 基于合成特定频率点谐波阻抗和功率解耦联合控制方法仿真42-49
• 4.1.1 逆变电路仿真43-44
• 4.1.2 功率解耦模块仿真44
• 4.1.3 电压环模块仿真44-46
• 4.1.4 仿真结果分析46-49
• 4.2 基于二阶广义积分器合成谐波阻抗和功率计算联合控制方法仿真49-54
• 4.2.1 控制模块仿真50-51
• 4.2.2 功率计算模块仿真51
• 4.2.3 电压环模块仿真51-52
• 4.2.4 仿真结果分析52-54
• 4.3 仿真数据对比54
• 4.4 本章小结54-56
• 第5章 并网逆变器谐波抑制硬件系统56-65
• 5.1 逆变主电路56-58
• 5.1.1 开关器件56
• 5.1.2 驱动电路56-58
• 5.2 采样电路58-60
• 5.2.1 主控系统58-59
• 5.2.2 电压采样电路59-60
• 5.2.3 电流采样电路60
• 5.3 直流电源60-64
• 5.3.1 逆变器直流侧电源60-63
• 5.3.2 芯片供电电源63-64
• 5.4 硬件电路板64
• 5.5 本章小结64-65
• 第6章 结论65-67
• 参考文献67-70
• 在学研究成果70-71
• 致谢71

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