基于LCL滤波器的三相光伏并网逆变器研究与设计

发布时间：2017-09-22 06:44

  本文关键词：基于LCL滤波器的三相光伏并网逆变器研究与设计

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【摘要】：光伏并网逆变器是光伏发电系统的能量转换装置,决定系统的稳定性和转换效率,因此对光伏并网逆变器进行研究设计具有重要意义,也是目前光伏领域研究的重点和热点之一。本文从以下四个方面展开研究。一、在介绍正弦脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法原理的基础上,重点分析了SVPWM调制算法的实现步骤、相对于SPWM算法的优点以及它们之间的内在关联性,进一步采用Matlab的Simulink模块进行仿真,从而验证了SVPWM调制算法的有效性和优势所在。二、对比分析了基于L型、LC型、LCL型滤波器的三相逆变器的数学模型基础上,采用Matlab工具重点分析了LCL型滤波器的工作特性和阻尼控制策略。三、研究了三相光伏逆变器LCL滤波器参数选取的理论依据,推导了参数计算公式,给出了电压外环电流内环双闭环控制算法的设计方法和具体实现步骤,并采用Matlab进行了仿真验证,得出了上述参数选取方法和控制算法是可行的。四、在以上理论和算法的研究基础上,设计了500kW三相光伏并网逆变器主要硬件电路及参数选取方案,搭建了硬件实验测试平台,并进行了并网试验,试验结果表明系统的设计和上述的算法在系统中的应用是可行的,对大功率光伏并网逆变器设计和性能提升具有实践指导意义。
【关键词】：光伏并网逆变器 SPWM SVPWM LCL滤波器 控制算法 硬件电路
【学位授予单位】：温州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-25
• 1 背景11-15
• 1.1 能源现状及发展11-12
• 1.2 光伏逆变器市场现状12-13
• 1.3 国内外研究现状13-15
• 2 光伏并网逆变器工作原理和分类15-19
• 3 光伏并网逆变器技术19-23
• 3.1 最大功率点跟踪技术19-21
• 3.2 并网控制技术21-22
• 3.3“孤岛效应”检测技术22-23
• 4 本文的主要研究内容23-25
• 第二章 光伏并网逆变器的调制算法25-53
• 1 PWM波调制算法25-26
• 2 SPWM调制算法26-31
• 2.1 单极性SPWM26-28
• 2.2 双极性SPWM28-29
• 2.3 三相SPWM29-31
• 2.4 倍频SPWM31
• 3 SVPWM调制算法31-46
• 3.1 两电平三相逆变器的SVPWM31-37
• 3.2 基于坐标变换的SVPWM37-40
• 3.3 SVPWM仿真设计40-46
• 4 SPWM与SVPWM的区别与联系46-51
• 5 本章小结51-53
• 第三章 基于LCL滤波器的三相并网逆变器53-83
• 1 逆变器拓扑结构和数学模型53-63
• 1.1 L型逆变器拓扑结构和数学模型53-58
• 1.2 LC型逆变器拓扑结构和数学模型58-60
• 1.3 LCL型逆变器拓扑结构和数学模型60-63
• 2 LCL滤波器选择与工作特性63-70
• 2.1 三种滤波器比较63-64
• 2.2 LCL滤波器工作特性64-70
• 2.3 LCL滤波器谐振频率70
• 3 LCL滤波器的阻尼控制70-81
• 3.1 无源阻尼71-75
• 3.2 有源阻尼75-81
• 4 本章小结81-83
• 第四章 LCL滤波器的参数设计及系统控制器设计83-101
• 1 LCL滤波器参数设计83-92
• 1.1 电感设计83-91
• 1.2 滤波电容设计91-92
• 2 基于LCL滤波器光伏并网逆变器的控制器设计92-96
• 2.1 系统控制器设计92-93
• 2.2 双闭环控制93-96
• 3 系统仿真96-99
• 4 本章小结99-101
• 第五章 三相光伏并网逆变器硬件电路设计及参数选取101-121
• 1 整机参数规划101-102
• 2 主回路设计102-103
• 3 关键器件选型103-107
• 3.1 功率开关器件IGBT103-105
• 3.2 直流侧电容105-106
• 3.3 交直流开关106
• 3.4 防雷模块106-107
• 4 LCL滤波器参数选取107-108
• 5 IGBT驱动电路108-115
• 5.1 驱动电路设计方案109-110
• 5.2 IGBT驱动电路110-115
• 6 信号调理电路115-117
• 6.1 直流电压采样115
• 6.2 并网电压采样115-116
• 6.3 交流电流采样116-117
• 7 实验测试117-119
• 8 本章小结119-121
• 总结和展望121-123
• 参考文献123-127
• 致谢127-129
• 攻读学位期间发表的学术论文目录129

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张超;光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究[D];浙江大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 何中一;SPWM逆变器控制技术研究[D];南京航空航天大学;2005年

2 王厦楠;独立光伏发电系统及其MPPT的研究[D];南京航空航天大学;2008年

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本文编号：899377