一种带有前馈重复滤波器的三相并网逆变器研究

一种带有前馈重复滤波器的三相并网逆变器研究

论文摘要

随着当今能源危机的日益显现,合理开发新能源以及提升当前的能源利用效率是当前一项紧迫的课题,将工业生产中闲置不用或需要接无源负载消耗掉的能量回馈至电网是分布式发电系统很有前景的一个应用方向。本文针对分布式发电系统中三相并网逆变器展开研究,并提出了提高并网电流质量的改进型控制方法。论文首先介绍了分布式发电系统的发展概况以及其在工业节能领域中的应用,对并网逆变器的并网标准及研究难点进行了分析和总结。接下来,论文介绍了三相并网逆变器常用的电路拓扑结构以及其工作原理,分析了几种并网滤波器特点以及设计方法,并根据设计要求和应用场合设计了本系统的主电路拓扑及滤波器。在上述硬件设计的基础上,本文着重对三相并网逆变器的控制方法进行了研究,通过对现在常用的几种并网电流控制策略的对比和分析,结合本系统的实际应用场合,设计了并网逆变器的控制系统。对所设计的三相并网逆变系统进行了仿真,并提出了数字控制实现方案和改进方案。最后,设计了一台10kW三相并网逆变器实验样机,给出了系统的硬件设计方案,完成了数字控制平台的搭建和软件方案。测试了所设计的三相并网逆变器在不同工作状态下的性能,实验结果验证了所提控制方案的实用性和有效性。

论文目录

  • 致谢
  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 分布式发电系统的发展概况
  • 1.2 分布式发电系统在工业节能领域的应用
  • 1.3 并网逆变器的研究现状
  • 1.3.1 并网逆变器的并网标准
  • 1.3.2 并网逆变器的研究热点
  • 1.4 本文选题意义与研究内容
  • 1.5 本章小结
  • 第二章 并网逆变器电路研究与设计
  • 2.1 三相半桥式电流型逆变器
  • 2.2 三相半桥式电压型逆变器
  • 2.3 滤波器分析与设计
  • 2.3.1 单电感L型滤波器
  • 2.3.2 LC型滤波器
  • 2.3.3 LCL型滤波器
  • 2.4 LCL滤波器的设计
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 并网逆变器控制系统研究与设计
  • 3.1 三相并网逆变器数学模型分析
  • 3.2 空间矢量调制原理
  • 3.2.1 空间矢量概念
  • 3.2.2 空间矢量算法
  • 3.3 并网逆变器电流控制技术研究
  • 3.4 逆变器控制系统设计
  • 3.4.1 输入直流电压控制
  • 3.4.2 同步锁相环节
  • 3.4.3 电流控制环节
  • 3.5 并网逆变器系统仿真
  • 3.6 并网控制策略的数字实现
  • 3.6.1 数字控制芯片的选型
  • 3.6.2 数字控制系统整体方案
  • 3.6.3 控制系统软件设计
  • 3.7 本章小结
  • 第四章 系统硬件电路设计
  • 4.1 逆变器主电路参数设计
  • 4.2 采样电路设计
  • 4.2.1 直流电压采样电路
  • 4.2.2 交流电压采样信号
  • 4.2.3 交流输出电流采样电路
  • 4.3 驱动电路
  • 4.3.1 PWM驱动电路
  • 4.3.2 并网开关驱动电路
  • 4.4 保护电路
  • 4.5 辅助电源
  • 4.6 DSP最小系统设计
  • 4.6.1 控制板电源部分设计
  • 4.6.2 时钟电路
  • 4.6.3 JTAG接口电路
  • 4.6.4 复位电路
  • 4.7 本章小结
  • 第五章 实验结果
  • 5.1 系统电路结构
  • 5.2 实验波形
  • 5.3 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 全文总结
  • 6.2 展望
  • 参考文献
  • 附录1:攻读硕士期间发表的论文
  • 附录2:三相并网逆变系统实物图
  • 相关论文文献

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