基于MATLAB平台的单相光伏逆变器控制算法研究与实现

发布时间：2019-08-30 10:26

【摘要】：单相光伏逆变技术,以其适应于中小功率场合以及控制算法相对于三相逆变具有技术成熟、结构简单等特点,目前已广泛应用于社会各个领域。由于单相光伏逆变系统负载存在的非线性特性,导致了系统输出谐波的大量存在,同时当前电子设备对供电电源质量的需求也在逐渐增加,所以要求逆变器输出质量有革命性的提高。对单相光伏离网系统而言,利用无差拍控制可在一个短暂的开关周期内就可快速、准确的使负载电压追踪到参考值上,然而该算法的鲁棒性却不好。本文设计采用了无差拍与改进型单神经元自适应PID控制算法相结合的新型双闭环控制算法,该算法集成了上述两种控制算法的优点,摒弃了各自的缺点,可以得到更好的输出波形。对于单相并网逆变系统而言,选用并网电流、电容电流双闭环控制和电网电压前馈控制的控制思路,使得系统对于各种负载和在电网电压干扰下都有良好的输出。另外,由于目前DSP即数字信号处理器的全面发展以及电力电子器件数字化、集成化的整体趋势下,缩小开发周期、压缩成本成为企业产品竞争的杀手锏。本文采用MathWorks公司提出的基于MATLAB模型设计的实现于TI C2000系列的2808DSP芯片的单相光伏逆变控制算法的一体化开发理念,满足了当前的高标准市场设计开发需要。论文首先描述了基于MATLAB平台模型设计的社会需求,以及国内外的模型设计的发展状况,描述了目前单相光伏离网和并网逆变系统的实际市场需求和较为常用的控制算法,但那些算法总会有这样或那样的缺点,基于此提出了新颖的并且应用于DSP处理器上的控制算法。通过在MATLAB/Simulink平台对新型算法、输出滤波器以及采样电路的建模、设计以及仿真,验证了该新型算法的理论可行性和优越性。同时,运用基于模型设计的开发理念,利用模型验证、优化代码工具以及测试工具能够使算法开发与验证同步进行。在仿真结果满足要求后,搭建算法代码模型,利用MATLAB的Simulink Coder工具箱自动生成控制算法程序并下载至样机。最终,样机实验验证了基于MATLAB模型设计的单相光伏离网和并网逆变系统新型控制算法的优良性和可行性,同时也证明了相对于传统算法的开发模式,基于MATLAB模型的设计显然缩短了开发周期,降低了成本。
【图文】：

其中，，单相逆变器常用于中小功率场所，而Ｈ相的常用于大功率场所。逡逑本文研究的是在中小功率场合下的单相光伏逆变器。逡逑目前，光伏逆变器的常用领域如图１－１所示；逡逑小型分布式发电系统家庭屋顶小型发电站逡逑＞光伏建筑ＢＩＰＶ发电系统邋政府绿色建筑逡逑★环保示范项目￣￣￣国家＂

本文编号：2530681