基于FFT的并网逆变器谐波抑制研究
发布时间：2020-12-20 21:21
太阳能作为一种新型的能源,具有可再生,来源广,无污染的特点,被公认为二十一世纪的重要能源之一。而光伏发电是太阳能资源利用的主要方式,在太阳能转换为电能的过程中,光伏逆变器在中间起着桥梁的作用。光伏逆变器作为分布式发电接入电网的接口,向电网输送分布式发电有功功率的同时,如何利用并网逆变器抑制非线性负载产生的谐波,成为了当前的研究热点。本文在研究分布式发电并网技术的基础上,结合并网逆变器和有源滤波器的原理,设计了一种能够实现谐波抑制功能的微型逆变器。本文首先介绍了基于快速傅里叶变换(FFT)的电力系统谐波检测方法,并通过仿真验证了该检测方法的可行性。根据FFT运算的特性,信号经过AD过零采样得到无符号的定点数之后,无需再次转换为有符号的二进制定点数,也能进行计算,且计算出来的基波和各次谐波的幅值相位等参数都不发生变化,而同时FPGA具有高速的并行数字运算能力,所以在FPGA上对FFT进行了实现,为后续的实验做准备。其次,本文详细阐述了微型并网逆变器的拓扑结构及其控制原理,设计了以闭环PI控制为核心,电网电压作为前馈补偿的并网控制策略。并通过Simulink建立了两级式微型逆变器系统并网控制...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
并联型有源电力滤波器工作原理
4/4/41044/43/4/41033/4()()[()]()()[()]NNlklNNNlklNXkxlWDFTxlXkxlWDFTxl （2-18）同理，由 X3(k)和 X4(k)的周期性和mNW/2的对称性kNkNNWW/2/4/2 ，最后得到：,0,1,/41(/4)()()()()()13/2413/24 kNXkNXkWXkXkXkWXkkNkN （2-19）同样的方法可以计算出：,0,1,/41(/4)()()()()()25/2625/26 kNXkNXkWXkXkXkWXkkNkN （2-20）这样，在第 2 次分解有，又将 2 个 N/2 点的 DFT 分解为 4 个 N/4 点的 DFT 和 4 个N/4 个蝶形运算。依此类推，不断地向下进行分解，经过 M 次分解后，N 点的 DFT则被分解成 N 个 1 点 DFT 和 M 级蝶形运算，而 1 点 DFT 就是时域本身。图 2-22为一个 8 点 DIT-FFT 运算流图。
图 2-4 幅频曲线2.3 FFT 在 FPGA 上的实现2.3.1 FPGA 的原理及优点FPGA(现场可编程门阵列)是一种逻辑器件，它是在 PAL、GAL、CPLD 等可编程器件基础上进一步发展的产物，它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点[36]。它内部包括可配置逻辑模块 CLB（ConfigurableLogicBlock）、输入输出模块 IOB（Input Output Block）和内部连线（Interconnect）三个部分。FPGA 可看作一种可编程的 ASIC 芯片，它具有 ASIC 芯片的优点，可采用 FPGA来设计专用的 ASIC 电路，且不需要投产即可获得可用芯片。与传统的 MCU 和 CPU相比，FPGA 的主要优势在于其并行计算的特点。我们知道，CPU 是采取指令的形式来工作的，即给定算法后一条一条指令的进行执行，是一个串行结构，一个时钟周期只能执行一条计算指令。例如计算两个向量 a(x1,x2,x3)和 b(y1,y2,y3)的点乘，计
【参考文献】：
期刊论文
[1]结合频谱移位的二维傅里叶变换FPGA实现[J]. 钱辉,史瑶,龚敏,高博. 电子器件. 2017(05)
[2]基于双向变换器的LED照明驱动电源的研究[J]. 胡洋,张辉,王盼盼. 电力电子技术. 2016(12)
[3]太阳能光伏发电系统的结构与优势[J]. 常艳霞. 科技传播. 2016(15)
[4]电力有源滤波器谐波检测算法[J]. 宋秉虎,王明晖. 电焊机. 2015(07)
[5]一种新能源发电并网控制技术研究[J]. 陈卓,葛启桢. 船电技术. 2015(05)
[6]电力有源滤波器及其新发展[J]. 颜晓庆,王兆安. 电工技术杂志. 1998(04)
博士论文
[1]基于Fourier级数的有源电力滤波器谐波电流实时检测方法的研究[D]. 李自成.江苏大学 2008
[2]超高速并行采样模拟/数字转换的研究[D]. 李玉生.中国科学技术大学 2007
[3]有源电力滤波器谐波电流智能测控方法研究[D]. 王萍.天津大学 2005
[4]有源电力滤波器谐波电流检测和控制新方法的研究[D]. 周雒维.重庆大学 2001
硕士论文
[1]基于光伏微逆变器的分布式电源研究[D]. 阴昌华.华北电力大学(北京) 2017
[2]一种高性价比双通道并网微逆变器研究[D]. 马明明.扬州大学 2017
[3]分数阶PI~λ控制器在单相光伏并网逆变器中的应用[D]. 王丽颖.河北大学 2016
[4]单级非隔离型双Cuk逆变器[D]. 薛金柱.燕山大学 2016
[5]ZVS半桥三电平充电机控制策略研究和实现[D]. 陈倩玉.电子科技大学 2016
[6]单相单级光伏逆变器及其纹波控制策略研究[D]. 章文远.湖南大学 2016
[7]两相混合式步进电机细分控制器的设计[D]. 唐佳伟.浙江理工大学 2016
[8]分布式发电并网孤岛检测技术研究[D]. 任知猷.沈阳工程学院 2016
[9]面向雷达应用的粗粒度可重构处理器中数据缓存结构设计[D]. 杜月.东南大学 2015
[10]雷达信号处理动目标检测的设计与实现[D]. 陈付锁.西安电子科技大学 2014
本文编号：2928573
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
并联型有源电力滤波器工作原理
4/4/41044/43/4/41033/4()()[()]()()[()]NNlklNNNlklNXkxlWDFTxlXkxlWDFTxl （2-18）同理，由 X3(k)和 X4(k)的周期性和mNW/2的对称性kNkNNWW/2/4/2 ，最后得到：,0,1,/41(/4)()()()()()13/2413/24 kNXkNXkWXkXkXkWXkkNkN （2-19）同样的方法可以计算出：,0,1,/41(/4)()()()()()25/2625/26 kNXkNXkWXkXkXkWXkkNkN （2-20）这样，在第 2 次分解有，又将 2 个 N/2 点的 DFT 分解为 4 个 N/4 点的 DFT 和 4 个N/4 个蝶形运算。依此类推，不断地向下进行分解，经过 M 次分解后，N 点的 DFT则被分解成 N 个 1 点 DFT 和 M 级蝶形运算，而 1 点 DFT 就是时域本身。图 2-22为一个 8 点 DIT-FFT 运算流图。
图 2-4 幅频曲线2.3 FFT 在 FPGA 上的实现2.3.1 FPGA 的原理及优点FPGA(现场可编程门阵列)是一种逻辑器件，它是在 PAL、GAL、CPLD 等可编程器件基础上进一步发展的产物，它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点[36]。它内部包括可配置逻辑模块 CLB（ConfigurableLogicBlock）、输入输出模块 IOB（Input Output Block）和内部连线（Interconnect）三个部分。FPGA 可看作一种可编程的 ASIC 芯片，它具有 ASIC 芯片的优点，可采用 FPGA来设计专用的 ASIC 电路，且不需要投产即可获得可用芯片。与传统的 MCU 和 CPU相比，FPGA 的主要优势在于其并行计算的特点。我们知道，CPU 是采取指令的形式来工作的，即给定算法后一条一条指令的进行执行，是一个串行结构，一个时钟周期只能执行一条计算指令。例如计算两个向量 a(x1,x2,x3)和 b(y1,y2,y3)的点乘，计
【参考文献】：
期刊论文
[1]结合频谱移位的二维傅里叶变换FPGA实现[J]. 钱辉,史瑶,龚敏,高博. 电子器件. 2017(05)
[2]基于双向变换器的LED照明驱动电源的研究[J]. 胡洋,张辉,王盼盼. 电力电子技术. 2016(12)
[3]太阳能光伏发电系统的结构与优势[J]. 常艳霞. 科技传播. 2016(15)
[4]电力有源滤波器谐波检测算法[J]. 宋秉虎,王明晖. 电焊机. 2015(07)
[5]一种新能源发电并网控制技术研究[J]. 陈卓,葛启桢. 船电技术. 2015(05)
[6]电力有源滤波器及其新发展[J]. 颜晓庆,王兆安. 电工技术杂志. 1998(04)
博士论文
[1]基于Fourier级数的有源电力滤波器谐波电流实时检测方法的研究[D]. 李自成.江苏大学 2008
[2]超高速并行采样模拟/数字转换的研究[D]. 李玉生.中国科学技术大学 2007
[3]有源电力滤波器谐波电流智能测控方法研究[D]. 王萍.天津大学 2005
[4]有源电力滤波器谐波电流检测和控制新方法的研究[D]. 周雒维.重庆大学 2001
硕士论文
[1]基于光伏微逆变器的分布式电源研究[D]. 阴昌华.华北电力大学(北京) 2017
[2]一种高性价比双通道并网微逆变器研究[D]. 马明明.扬州大学 2017
[3]分数阶PI~λ控制器在单相光伏并网逆变器中的应用[D]. 王丽颖.河北大学 2016
[4]单级非隔离型双Cuk逆变器[D]. 薛金柱.燕山大学 2016
[5]ZVS半桥三电平充电机控制策略研究和实现[D]. 陈倩玉.电子科技大学 2016
[6]单相单级光伏逆变器及其纹波控制策略研究[D]. 章文远.湖南大学 2016
[7]两相混合式步进电机细分控制器的设计[D]. 唐佳伟.浙江理工大学 2016
[8]分布式发电并网孤岛检测技术研究[D]. 任知猷.沈阳工程学院 2016
[9]面向雷达应用的粗粒度可重构处理器中数据缓存结构设计[D]. 杜月.东南大学 2015
[10]雷达信号处理动目标检测的设计与实现[D]. 陈付锁.西安电子科技大学 2014
本文编号：2928573
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2928573.html
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