LCL滤波T型三电平并网逆变器的设计与控制研究
发布时间：2023-01-25 23:56
众所周知,地球上化石能源不断消耗,环境问题越来越突出,开发利用新能源显得尤为急迫。在新能源研究领域中,新能源发电技术是众多研究者追逐的热点问题。作为直流电变换为交流电的重要能源转换设备——逆变器,它对电能变换的质量,直接关系着逆变器能否并网运行。所以,无论是学术角度还是工程应用实际,对并网逆变器设计与控制的研究,具有重要意义。伴随着电力电子变换器向大功率、轻量化及小型化变化趋势,T型拓扑结构电路在这方面具有很大优势。T型拓扑结构电路在中压、高压等大容量电能变换领域中应用广泛。这种电路拓扑在直流侧有电容进行分压,形成三种电平,然后进行不同开关状态组合,输出电压波形是呈多电平阶梯状。这样既可以减小输出电压谐波及开关损耗,又可以提高逆变器系统容量及耐压水平。本文以T型三电平并网逆变器为研究对象,首先分析其电路拓扑结构,根据自选课题设计要求,对LCL滤波器进行详细分析与设计,选择与系统要求匹配的功率开关管及电容、电感。其次,在ABC三相静止坐标系下建立数学模型,由于是三相对称模型,经过Clark变换后,将其变换到αβ两相静止坐标系下数学模型。T型三电平并网逆变器由于功率开关管比较多,采用空间矢...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 三电平逆变器的研究现状
1.2.1 常见三电平拓扑结构
1.2.2 常见脉宽调制算法
1.2.3 常见滤波器结构
1.2.4 常见控制算法
1.3 本文主要研究内容
第2章 T型三电平并网逆变器的工作原理及电路参数设计
2.1 T型三电平并网逆变器的工作原理
2.2 电路参数分析与设计
2.2.1 功率开关管及母线电容的参数分析
2.2.2 LCL滤波器的参数分析
2.2.3 LCL滤波器和母线电容的设计步骤
2.3 具体参数计算
2.4 本章小结
第3章 T型三电平并网逆变器的调制算法及控制策略
3.1 T型三电平并网逆变器的数学模型
3.2 T型三电平并网逆变器的电压SVPWM算法
3.2.1 扇区的判断
3.2.2 矢量的作用时间计算
3.2.3 基本电压矢量的顺序及时间确定
3.2.4 SVPWM算法下的中点电位平衡控制
3.3 电容电流估计控制
3.4 电网电流间接控制
3.5 本章小结
第4章 T型三电平并网逆变器仿真模型的搭建及结果分析
4.1 三相逆变器闭环仿真模型的搭建
4.1.1 电压SVPWM算法及中点电位平衡算法仿真模型搭建
4.1.2 MRAC算法仿真模型搭建
4.1.3 闭环系统仿真模型搭建
4.2 三相逆变器仿真结果分析
4.2.1 电压SVPWM算法及中点电位平衡算法仿真验证
4.2.2 三电平逆变器闭环仿真验证
4.3 本章小结
第5章 T型三电平并网逆变器硬件平台的搭建及实验分析
5.1 硬件平台的搭建
5.1.1 功率器件的选择
5.1.2 缓冲电路的设计
5.1.3 驱动电路的设计
5.1.4 输出滤波器电感与电容的选择
5.2 T型三电平并网逆变器的实验分析
5.2.1 控制器数字输出驱动波形
5.2.2 基于LCL滤波的逆变实验
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
参考文献
指导教师对研究生学位论文的学术评语
答辩委员会评议书
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计方法[J]. 冯家铨,陈堂贤. 电力科学与工程. 2019(02)
[2]LCL型三相光伏并网逆变器新型控制策略研究[J]. 王金强,王思华. 电测与仪表. 2018(06)
[3]2017年中国新能源重点细分行业发展现状、新能源行业发展趋势及投资前景分析[J]. 白文亭. 电气时代. 2017(02)
[4]T型三电平逆变器无差拍电流预测和中点平衡控制方法[J]. 郭利辉. 电力系统保护与控制. 2016(18)
[5]飞跨电容型多电平逆变器空间矢量与载波脉宽调制统一理论研究[J]. 王超,何英杰,刘云峰,刘进军. 中国电机工程学报. 2016(15)
[6]级联型多电平逆变器线电压谐波优化的SVPWM策略[J]. 李继华,阮新波,王学华. 电工技术学报. 2014(06)
[7]光伏逆变器中DC-link电容的选型计算[J]. 蔡晓燕,许敬涛,刘继茂,王柳. 电力电子技术. 2012(04)
[8]三电平PWM整流器网侧LCL滤波器设计[J]. 刘超,赵争鸣,鲁挺. 电工电能新技术. 2012(01)
[9]基于LCL滤波器的并联有源电力滤波器电流闭环控制方法[J]. 仇志凌,杨恩星,孔洁,陈国柱. 中国电机工程学报. 2009(18)
博士论文
[1]非隔离T型三电平光伏逆变器关键控制技术研究[D]. 邢相洋.山东大学 2016
[2]NPC三电平逆变器中点电压控制方法的研究[D]. 吕建国.南京理工大学 2016
[3]三电平光伏并网逆变器拓扑结构及控制策略的研究[D]. 周皓.北京科技大学 2015
[4]多电平逆变器空间矢量调制技术研究[D]. 刘铮.湖南大学 2008
硕士论文
[1]LCL型有源电力滤波器研究[D]. 蔡淦.南昌航空大学 2019
[2]基于重复控制的三相T型光伏并网逆变器的研究[D]. 周浩.广东工业大学 2019
[3]T型三电平逆变器PWM调制策略的研究[D]. 韩祥鹏.华东交通大学 2018
[4]LLCL滤波三相并网逆变器的设计与分析[D]. 金典恒.深圳大学 2018
[5]三相T型逆变器控制策略研究[D]. 卢晓杰.大连理工大学 2018
[6]三相三电平逆变控制与调制的研究[D]. 金兆辰.南昌航空大学 2018
[7]NPC型三电平逆变器控制系统及实验样机研究[D]. 石枭.湖北工业大学 2018
[8]三电平逆变的SVPWM算法研究[D]. 赵江峰.河北大学 2018
[9]LCL型三电平并网逆变器研究[D]. 杨晓多.重庆理工大学 2017
[10]基于LCL滤波的三电平储能逆变器主电路设计及优化[D]. 罗奇.电子科技大学 2015
本文编号：3731940
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 三电平逆变器的研究现状
1.2.1 常见三电平拓扑结构
1.2.2 常见脉宽调制算法
1.2.3 常见滤波器结构
1.2.4 常见控制算法
1.3 本文主要研究内容
第2章 T型三电平并网逆变器的工作原理及电路参数设计
2.1 T型三电平并网逆变器的工作原理
2.2 电路参数分析与设计
2.2.1 功率开关管及母线电容的参数分析
2.2.2 LCL滤波器的参数分析
2.2.3 LCL滤波器和母线电容的设计步骤
2.3 具体参数计算
2.4 本章小结
第3章 T型三电平并网逆变器的调制算法及控制策略
3.1 T型三电平并网逆变器的数学模型
3.2 T型三电平并网逆变器的电压SVPWM算法
3.2.1 扇区的判断
3.2.2 矢量的作用时间计算
3.2.3 基本电压矢量的顺序及时间确定
3.2.4 SVPWM算法下的中点电位平衡控制
3.3 电容电流估计控制
3.4 电网电流间接控制
3.5 本章小结
第4章 T型三电平并网逆变器仿真模型的搭建及结果分析
4.1 三相逆变器闭环仿真模型的搭建
4.1.1 电压SVPWM算法及中点电位平衡算法仿真模型搭建
4.1.2 MRAC算法仿真模型搭建
4.1.3 闭环系统仿真模型搭建
4.2 三相逆变器仿真结果分析
4.2.1 电压SVPWM算法及中点电位平衡算法仿真验证
4.2.2 三电平逆变器闭环仿真验证
4.3 本章小结
第5章 T型三电平并网逆变器硬件平台的搭建及实验分析
5.1 硬件平台的搭建
5.1.1 功率器件的选择
5.1.2 缓冲电路的设计
5.1.3 驱动电路的设计
5.1.4 输出滤波器电感与电容的选择
5.2 T型三电平并网逆变器的实验分析
5.2.1 控制器数字输出驱动波形
5.2.2 基于LCL滤波的逆变实验
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
参考文献
指导教师对研究生学位论文的学术评语
答辩委员会评议书
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计方法[J]. 冯家铨,陈堂贤. 电力科学与工程. 2019(02)
[2]LCL型三相光伏并网逆变器新型控制策略研究[J]. 王金强,王思华. 电测与仪表. 2018(06)
[3]2017年中国新能源重点细分行业发展现状、新能源行业发展趋势及投资前景分析[J]. 白文亭. 电气时代. 2017(02)
[4]T型三电平逆变器无差拍电流预测和中点平衡控制方法[J]. 郭利辉. 电力系统保护与控制. 2016(18)
[5]飞跨电容型多电平逆变器空间矢量与载波脉宽调制统一理论研究[J]. 王超,何英杰,刘云峰,刘进军. 中国电机工程学报. 2016(15)
[6]级联型多电平逆变器线电压谐波优化的SVPWM策略[J]. 李继华,阮新波,王学华. 电工技术学报. 2014(06)
[7]光伏逆变器中DC-link电容的选型计算[J]. 蔡晓燕,许敬涛,刘继茂,王柳. 电力电子技术. 2012(04)
[8]三电平PWM整流器网侧LCL滤波器设计[J]. 刘超,赵争鸣,鲁挺. 电工电能新技术. 2012(01)
[9]基于LCL滤波器的并联有源电力滤波器电流闭环控制方法[J]. 仇志凌,杨恩星,孔洁,陈国柱. 中国电机工程学报. 2009(18)
博士论文
[1]非隔离T型三电平光伏逆变器关键控制技术研究[D]. 邢相洋.山东大学 2016
[2]NPC三电平逆变器中点电压控制方法的研究[D]. 吕建国.南京理工大学 2016
[3]三电平光伏并网逆变器拓扑结构及控制策略的研究[D]. 周皓.北京科技大学 2015
[4]多电平逆变器空间矢量调制技术研究[D]. 刘铮.湖南大学 2008
硕士论文
[1]LCL型有源电力滤波器研究[D]. 蔡淦.南昌航空大学 2019
[2]基于重复控制的三相T型光伏并网逆变器的研究[D]. 周浩.广东工业大学 2019
[3]T型三电平逆变器PWM调制策略的研究[D]. 韩祥鹏.华东交通大学 2018
[4]LLCL滤波三相并网逆变器的设计与分析[D]. 金典恒.深圳大学 2018
[5]三相T型逆变器控制策略研究[D]. 卢晓杰.大连理工大学 2018
[6]三相三电平逆变控制与调制的研究[D]. 金兆辰.南昌航空大学 2018
[7]NPC型三电平逆变器控制系统及实验样机研究[D]. 石枭.湖北工业大学 2018
[8]三电平逆变的SVPWM算法研究[D]. 赵江峰.河北大学 2018
[9]LCL型三电平并网逆变器研究[D]. 杨晓多.重庆理工大学 2017
[10]基于LCL滤波的三电平储能逆变器主电路设计及优化[D]. 罗奇.电子科技大学 2015
本文编号：3731940
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3731940.html
