基于DSP具有主动谐波抑制功能的并网逆变器设计

发布时间：2017-04-26 07:05

  本文关键词：基于DSP具有主动谐波抑制功能的并网逆变器设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：化石能源的大量使用给人类带来了两方面的问题:一方面,环视燃料大量使用,导致不可再生能源枯竭;另一方面,由化石燃料燃烧导致的环境问题在不断的加剧。以及由此带来的能与环境污染等问题的不断加剧,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,可再生能源的开发和利用呈现出迅速发展的趋势。分布式发电技术能够开发并利用风能、太阳能等绿色无污染能源代替传统的化石能源,所以使得该技术成为当今世界的研究热点之一。分布式发电系统和大电网之间的能量交换是靠逆变器电路实现的。因此,并网逆变器直接影响并网电能的质量,其主要表现在,并网逆变器的可靠性、转换率和谐波含量,是关系到分布式发电系统性能好坏的关键。此外,由于电网存在大量的电力电子及非线性设备,给电网注入了大量的谐波,造成电网环境的污染。所以,如何控制并网逆变器,使其安全并网的同时,提高并网电能质量,成为当前重要的研究热点之一。本文以三相并网逆变器为研究对象,针对电网中谐波干扰问题,在传统并网逆变器实现并网的前提下实现谐波抑制,即在传统电流和电压闭环控制中,加入合成虚拟谐波阻抗环节,以实现有效并网的条件下,减少并网中的谐波,从而实现国家并网要求。本文首先介绍了三相并网逆变器基本原理,然后重点研究了电压闭环中谐波抑制的控制方法。在电压回路中增加可变的虚拟谐波阻抗,降低在传输线路上产生的谐振,达到并网要求。在上述思路的条件下,本文介绍了基于特定频率合成谐波阻抗和基于二阶广义积分器合成谐波阻抗的两种控制方法。本文在Matalb/Simulink仿真平台上,搭建了系统仿真模型,具体流程包括电网谐波提取、合成虚拟谐波阻抗、电压电流闭环控制回路、生成SPWM控制逆变器工作,实现并网目标。此外,本文还进行了硬件系统的搭建,其中主要包括控制系统主电路,驱动电路和模拟信号采样电路等。仿真结果表明,增加谐波阻抗环的双闭环控制方法能有效减少电网的谐波,改善电网电能质量,验证了本文所设计的控制方案的可行性和有效性,实现了本文的设计目的。
【关键词】：分布式发电 逆变器 合成虚拟谐波阻抗 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
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景与意义9-10
• 1.2 课题研究的现状与发展10-13
• 1.2.1 并网逆变器的研究现状及前景10-11
• 1.2.2 谐波的危害及抑制手段11-13
• 1.3 课题主要工作13-14
• 第2章 并网逆变器基本原理及谐波抑制14-26
• 2.1 并网逆变器基本原理14-18
• 2.1.1 单相并网逆变器14-16
• 2.1.2 三相并网逆变器16-18
• 2.2 谐波抑制原理18-22
• 2.2.1 基于瞬时无功理论谐波检测18-21
• 2.2.2 基于瞬时无功理论谐波抑制21-22
• 2.3 脉宽调制及其基本原理22-25
• 2.3.1 正弦脉宽调制原理22-23
• 2.3.2 正弦脉冲宽度调制方式23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 并网逆变器谐波抑制方法研究26-40
• 3.1 并网逆变器控制策略研究26-33
• 3.1.1 并网逆变器控制模型27-28
• 3.1.2 准比例谐振控制器28-33
• 3.2 功率控制方法33-35
• 3.2.1 功率解耦控制法34-35
• 3.2.2 给定功率计算法35
• 3.3 合成谐波阻抗分析35-38
• 3.3.1 基于特定频率点合成谐波阻抗方法36-37
• 3.3.2 基于SOGI合成谐波阻抗方法37-38
• 3.4 本章小结38-40
• 第4章 并网逆变器谐波抑制方法系统仿真40-46
• 4.1 合成谐波阻抗谐波抑制仿真40-42
• 4.1.1 逆变主电路仿真40-41
• 4.1.2 谐波提取仿真41-42
• 4.2 电压控制回路仿真42-44
• 4.3 仿真结果分析44-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第5章 硬件系统设计46-56
• 5.1 电源设计46-49
• 5.1.1 升压电路设计46-48
• 5.1.2 供电电路设计48-49
• 5.2 主电路设计49-51
• 5.2.1 开关器件的选取49-50
• 5.2.2 驱动电路设计50-51
• 5.3 采样处理电路设计51-54
• 5.3.1 控制系统设计51-52
• 5.3.2 电压采样电路设计52-53
• 5.3.3 电流检测电路设计53-54
• 5.4 硬件电路搭建54-55
• 5.5 本章小结55-56
• 第6章 结论56-58
• 参考文献58-61
• 在学研究成果61-62
• 致谢62

【参考文献】

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  本文关键词：基于DSP具有主动谐波抑制功能的并网逆变器设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：327943