收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究

程如岐  
【摘要】:近年来,随着国民经济的飞速发展能源问题日益突出,发展和利用新能源是当前的重中之重。太阳能是新能源中最有发展前途的形式,利用太阳能进行发电对于缓解能源问题正在起着越来越重要的作用。全文从光伏并网系统的概况进行分析,详细分析了单级电压源型并网逆变器、带Boost电路的电压源型逆变器和Z源型逆变器的工作原理,总结并比较了它们的优缺点。论文在对Z源型逆变器的拓扑结构、工作原理、波形特性进行分析的基础上,以状态空间平均法对Z源逆变器分部分进行了建模和统一,并在模型的基础上针对于其不足提出了统一建模方案。同时论文详细介绍了SPWM和SVPWM的调制原理以及直通零矢量的控制方法,并介绍了基于本文DSP+FPGA硬件平台的单相SVPWM结合直通分段控制的调制原理与实现方法。并以建模结果和SVPWM为基础,设计了多环的控制系统结构。并对电流内环加入了重复控制的环节,有效的减少了并网电流谐波失真,取得了良好的控制效果。最终,以基于DSP+FPGA控制核心的电压模式Z源型并网逆变器实验平台进行实验,取得了良好的实验结果。主要研究内容包括: 1.分析了光伏并网系统的组成及其各部分的作用。介绍了作为光伏并网系统核心的逆变器主要拓扑及其应用,详细分析了常用的三种电压型逆变器的拓扑结构、工作原理与特点。重点分析了Z源型逆变器的母线电压的二次谐波干扰问题的产生原因、危害以及抑制方法。针对这三种电压型逆变器从开关器件的功率(SDP)、直流侧无源器件大小、太阳能电池阵列输出电压和逆变器有源器件电压等级、系统效率等方面对它们进行了全面的比较分析,最后总结了Z源型逆变器的优缺点。 2.对电力电子的常用的建模方法进行简单的介绍与总结。重点介绍了应用状态空间平均法对Z源型逆变器分为Z源升压子电路和逆变桥两部分分别进行建模的方法和建模结果。在分析此种方法不足的基础上,提出了一种统一建模的分析方法,并给出具体的建模模型和建模的结果。 3.介绍了应用于逆变器的两种主要调制方法SPWM和SVPWM的原理及其生成方法。详细分析了针对于Z源型逆变器的SPWM和SVPWM的直通零矢量的几种控制方法,分析了几种控制方法的优缺点。最后,针对于采用传统的SPWM调制由于直通零矢量加入所带来的开关频率加倍问题,介绍了本文所采用的单相SVPWM的生成原理以及直通分段的直通零矢量控制方法并且详细介绍了通过FPGA生成单相SVPWM的方法。 4.分析了电压型Z源型逆变器应用于光伏并网发电系统的控制策略。通过电路结构和控制目标将整个控制系统分为三个闭环结构:并网交流电流内环、母线电压外环、MPPT直通零矢量环。在对电流内环控制原理分析的基础上,针对于Z源型逆变器母线电压二次谐波的干扰问题,提出了针对于Z源逆变器的结合重复控制的电流内环控制方案,以抑制二次谐波的干扰。对于母线电压外环采用检测Z源电容电压与在线计算直通零矢量相结合的方式直接对母线电压进行闭环控制,从而提高了系统控制的精确度。 5.分析了Z源型并网逆变器的硬件系统设计、DSP+FPGA硬件平台设计及其协调控制策略和仿真系统设计。硬件系统设计中包括基于DSP+FPGA的控制系统组成与设计、Z源型逆变器的主参数设计原则与方法。DSP+FPGA硬件平台设计中包括DSP与FPGA的协调控制策略、DSP与FPGA的功能框图。仿真系统设计主要包括Z源型逆变器中各个部分的仿真模型建立结构与实际的仿真模型。 6.以基于DSP+FPGA硬件平台的Z源型并网逆变器实验平台和南开大学示范电站作为基础,对仿真结果与实验结果进行了分析对比,仿真结果与实验结果相互吻合,验证了系统设计的合理性与有效性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 掘本贞次 ,童公和;桥式起重机采用数字式逆变器提高安全性[J];起重运输机械;1991年10期
2 魏伟;胡玮;魏岚婕;;多功能开关电源的研究[J];电气应用;2007年10期
3 杨潮,韩英铎,马维新;单相串联电压质量补偿器控制器的研究[J];电力系统自动化;2002年15期
4 张春雨;彭咏龙;张智娟;;一种基于FPGA的谐振型逆变器控制电路的分析和实现[J];电力电子;2005年06期
5 袁佳歆;陈柏超;田翠华;贾嘉斌;;基于免疫遗传算法的逆变器控制[J];中国电机工程学报;2006年05期
6 李鑫;朱建华;岑盈盈;;吸收式冷藏箱逆变电源控制系统[J];轻工机械;2006年02期
7 金园园;王正仕;陈辉明;刘欢;;基于根轨迹的单相逆变器PID控制器设计[J];机电工程;2008年02期
8 王健;陈强;;免疫遗传算法在逆变器开关优化中的应用[J];江西理工大学学报;2009年01期
9 董超;邱创;;基于分布式发电的并网逆变器控制方案优化[J];湖北电力;2009年03期
10 曾嵘;年珩;;离网型风力发电系统逆变器控制技术研究[J];电力电子技术;2010年06期
11 赵卓鹏;贾石峰;;电流滞环跟踪PWM逆变器控制仿真研究[J];电气传动自动化;2011年02期
12 王川川;朱长青;顾闯;;逆变器双环控制算法仿真研究[J];电子设计工程;2011年04期
13 樊世君;;用于三相逆变器控制的SLE4520型脉宽调制集成电路[J];国外内燃机车;1990年11期
14 佟刚;;现代逆变技术探究[J];吉林师范大学学报(自然科学版);2010年03期
15 安文斗;卿钦;郑磊;李直霖;王开云;;谐振型软开关逆变器控制信号补偿研究[J];机电工程;2011年02期
16 杨忠舆;;稳定化逆变器的控制系统[J];国外内燃机车;1973年01期
17 李进国;金新民;;小功率光伏并网逆变器控制的设计[J];电源技术应用;2002年12期
18 刘琨;陈允平;吴波;;DSP在逆变器PWM控制中的应用[J];电气应用;2006年03期
19 王强;韩树明;;逆变器控制交流辅助传动技术在CKD_(8D)和CKD_9型机车上的应用[J];内燃机车;2006年11期
20 杨潮晖;张相军;王议锋;马岭;;电子镇流器中LCC谐振逆变器控制策略研究[J];电力电子技术;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马文忠;张红梅;张伟;李耀荣;王志;吴海波;;基于SVPWM的优化Z源逆变器控制方法研究[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
2 张少杰;段铁群;杨勇;张亮;;1kW潮流能发电装置逆变器SVPWM技术的研究与应用[A];中国可再生能源学会海洋能专业委员会第三届学术讨论会论文集[C];2010年
3 胡存刚;;一种新型的光伏逆变器SHE-PWM开关模式研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
4 裘君;赵光宙;刘栋良;王家军;;交流伺服系统逆变器死区效应分析及其补偿策略[A];第12届全国电气自动化与电控系统学术年会论文集[C];2004年
5 祝龙记;张立;;基于非正交坐标系的三电平逆变器控制策略研究[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
6 廖家平;张友奖;姚铭;;基于模数混合FPGA的标准正弦波逆变器设计[A];湖北省电工技术学会、武汉电工技术学会2008年学术年会暨理事会换届大会论文集[C];2008年
7 徐忆平;李明;朱美强;;级联式多电平逆变器控制方法研究[A];第十六届全国煤炭自动化学术年会、中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2006年
8 杨海柱;金新民;;基于状态空间平均法的光伏并网逆变器控制建模(英文)[A];第十届全国电工数学学术年会论文集[C];2005年
9 朱冬平;李航飞;;干熄焦提升机的电气控制与故障分析[A];苏、鲁、皖、赣、冀五省金属学会第十四届焦化学术年会论文集[C];2008年
10 王洪礼;陈阿莲;张承慧;;一种交流光伏模块系统拓扑建模和仿真[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杜燕;微网逆变器的控制策略及组网特性研究[D];合肥工业大学;2013年
2 汤雨;Z源逆变器研究[D];南京航空航天大学;2008年
3 郑伟;光伏并网逆变器辨识建模方法及应用[D];重庆大学;2014年
4 谢东;分布式发电多逆变器并网孤岛检测技术研究[D];合肥工业大学;2014年
5 何中一;PWM逆变器的控制及并联运行控制研究[D];南京航空航天大学;2009年
6 姜世公;微网孤岛运行模式下阻抗匹配关系和混杂特性研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
7 王强;软开关PWM逆变器的研究及其在电气传动控制系统中的应用[D];东北大学;2010年
8 曹太强;光伏发电系统及其控制技术研究[D];西南交通大学;2011年
9 黄杏;微网系统并/离网特性与控制策略研究[D];北京交通大学;2013年
10 朱艳萍;微电网多参数特性分析及其测控方法研究[D];燕山大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王君惠;基于Z源逆变器的光伏发电系统研究[D];大连理工大学;2010年
2 尹越;兆瓦级风力发电逆变器的研究[D];东北农业大学;2010年
3 欧阳桂泉;基于Z源逆变器的直驱式方波永磁同步风力发电系统研究[D];天津大学;2010年
4 周国祥;小功率全桥光伏并网型逆变器的技术研究[D];电子科技大学;2010年
5 皮海燕;柔性逆变器控制策略研究及其Matlab/Simulink仿真实现[D];华东师范大学;2011年
6 张晨云;基于PEBB的光伏逆变器关键技术研究[D];华北电力大学(北京);2011年
7 吕世家;多模块并联DC/AC电力变换技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 李丰林;基于Quasi-Z源逆变器的光伏发电系统[D];北京交通大学;2011年
9 曹建;基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计[D];南昌航空大学;2010年
10 朱志杰;逆变器控制及其并联技术的研究[D];浙江大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前8条
1 冯晓伟;MCU节能应用是热点 厂家力推低功耗产品[N];中国电子报;2008年
2 ;SAMSUNG X10北京现代-索纳塔[N];中国电脑教育报;2003年
3 焦念友;抽油机有了专用节电装置[N];中国石化报;2006年
4 ;中外迅驰笔记本大比拼[N];中国高新技术产业导报;2003年
5 广东 华田;300W高效率逆变电源板[N];电子报;2002年
6 曾宪勇 ;爱克赛Powerware 9305-130彰显技术优势[N];电脑商报;2003年
7 本报记者 孟民;长岭进军新能源产业[N];宝鸡日报;2010年
8 程露;安凯两款新能源客车通过科技成果鉴定[N];中国交通报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978