单相分时并网逆变器的研究

发布时间：2018-08-11 10:22

【摘要】：随着分布式发电的快速发展和应用，本文针对并网逆变中整体转换效率不高等缺点，提出了一种新型拓扑——单相分时并网逆变拓扑，该拓扑具有结构简单、可靠性高和高效等优点，，本文主要围绕其展开。 本文首先介绍了该新型拓扑的构成和工作原理，然后对配合工作模式进行了四段式SPWM调制计算，并进行了仿真验证；然后分别建立了单相分时并网逆变器不同工作模式下的数学模型，并最终的得到了其统一的数学模型。然后对该新型拓扑中的DC/DC推挽电路的偏磁问题进行了研究，并提出了软件和硬件上的偏磁抑制方法；分析了共模干扰问题产生的根源，并针对该新型拓扑提出了硬件抑制措施，并进行了仿真验证；然后根据并网电流的控制要求，进行了双PI电流闭环控制器的设计；搭建2kW实验平台，并进行了开闭环实验，测试了该新型拓扑正常电压工作范围内的开环工作效率，并作出了效率评价。接着进行了数字锁相环的研究和设计，完成了该新型拓扑的小功率下并网实验；针对桥式变换器普遍存在的死区效应进行了研究和分析，提出了一种采用重复控制进行死区补偿方案，并进行了实验验证。 本文最后研究了该新型拓扑下的高阻抗并网问题，对高阻抗并网中存在的普遍问题进行了理论分析和研究，并针对不同的问题提出了相应的抑制和补偿方案，最后进行了仿真验证。
[Abstract]:With the rapid development and application of distributed generation, this paper presents a new topology-single-phase time-sharing grid-connected topology, which is simple in structure, aiming at the low overall conversion efficiency of grid-connected inverter. High reliability and high efficiency are the main advantages of this paper. In this paper, the structure and working principle of the new topology are introduced, and then the four-segment SPWM modulation calculation is carried out and verified by simulation. Then the mathematical models of single-phase time-sharing grid-connected inverter in different modes are established, and the unified mathematical model is obtained. Then, the magnetic bias problem of DC/DC push-pull circuit in this new topology is studied, and the method of bias magnetic suppression in software and hardware is proposed, the root cause of common-mode interference problem is analyzed, and the hardware suppression measures are put forward for the new topology. Then according to the control requirements of grid-connected current, the design of double-Pi current closed-loop controller is carried out, and the 2kW experimental platform is built, and the open-loop experiment is carried out. The open loop working efficiency in the range of normal voltage of the new topology is tested and the efficiency is evaluated. Secondly, the research and design of digital phase-locked loop (DPLL) are carried out, and the grid-connected experiment under the new topology is completed, and the dead-time effect of bridge converter is studied and analyzed. A dead zone compensation scheme using repetitive control is proposed and verified by experiments. In the end of this paper, the grid-connected problem of high impedance in this new topology is studied, and the general problems in grid-connected with high impedance are theoretically analyzed and studied, and the corresponding suppression and compensation schemes for different problems are put forward. Finally, the simulation is carried out.
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464

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本文编号：2176718