一种三相四线制三电平光伏并网逆变器控制方法分析-analysis of a control method for three-phase four-wire three-level photovoltaic grid-connected inverter.docx

目录摘要 IAbstract II1 绪论 11.1 研究的背景及其意义 11.2 三电平技术的发展现状 21.2.1 国内外三电平技术的研究现状与应用前景 21.2.2 三电平技术的优缺点 21.3 本论文研究的主要内容 32 三电平光伏并网逆变器主电路拓扑结构及调制策略 52.1 三电平主电路拓扑结构 52.1.1 概述 52.1.2 逆变器主电路拓扑结构介绍 52.2 三电平光伏逆变器控制策略研究 92.2.1逆变器控制技术 92.2.2 光伏并网逆变器的控制目标 102.2.3 逆变器的控制策略 102.3 并网光伏系统的拓扑结构 122.4 本章小结 133 传统三电平光伏逆变器算法概述 143.1 60 度坐标系法 143.1.1 坐标变换 143.1.2区域判断 153.1.3时间计算 153.1.4 时间状态分配计算 163.2 90 度坐标系法 163.2.1 传统算法 163.2.2 工作模式算法 173.2.3 矢量转化为两电平的算法 183.3 虚坐标系法 203.4 本章小结 204 一种新的三电平光伏并网逆变器控制方法 214.1 DSP2812 芯片简介214.2 三电平光伏并网逆变器结构介绍 224.3 利用 TMS320LF2812A 实现 SVPWM 的控制算法254.3.1 MPPT 算法介绍254.3.2 控制算法介绍 314.4 本章小结 385 光伏并网发电系统的仿真研究 395.1 仿真模块介绍 395.2 仿真介绍 44结论 49参 考 文 献 50作 者 简 历 53学位论文原创性声明 54学位论文数据集 551 绪论1.1 研究的背景及其意义当今社会，随着世界人口的不断增加，人们生活水平的提高和社会技术的不断 进步，电能成为人们日常生活中赖以生存的能源，而解决能源问题的根本办法不是 永无止境的开采煤，石油等濒临枯竭的一次不可再生能源，而且人们在应用他们的 同时，也对环境造成巨大的污染。人们现在越来越多的关注开发环保型的可再生能 源，其中太阳能发电就是其中重要的发展方向。尽管在一次能源的开采上我国已经 排在世界前列，还是满足不了我国工业发展的使用，也满足不了人民日常生活发展 的需要。由于缺乏电能供给，打乱了人们正常的生产生活秩序，经济损失严重；尽 管能源如此紧张，浪费现象仍然屡禁不止。因此开发并利用环保型的太阳能都具有 很好的意义。逆变器的应用可以分为两大领域：(1)大型并网发电站;(2)小型用户侧自发电自用 场合。对于这两大应用场合，企业目前大部分主要开发两种类型产品：一种是大功 率光伏并网逆变器，应用于大型光伏发电站，主要带三相电机等平衡负载，因此采 用三相三线制接线方式即可；另一种是小型单相光伏逆变器，给小型家庭用户使用， 带电灯、家用电器等单相负载。除此以外，太阳能还有一类应用场合，功率在 15-35kW 之间，比如一个小区内 2-6 个家庭用户共同出资建设使用的小型光伏发电站，需要 带水泵、电动机一类的三相平衡负载，同时也需要带加热、家用电器、照明等单相 负载，从带负载的方面来说，逆变器需要采取三相四线制接线方式。在应用太阳能发电的场合，核心设备是光伏并网逆变器，它的功能是实现将太 阳能板收集到的并转化成能发出的直流电能逆变成能够提供给电网的交流电能 并 入电网中。它一方面是发电设备，也是用电电气设备。从安全角度出发考虑，目前 工厂公司应用的供电系统大都是 TN-S 型电气系统，都要求在用户侧为零线与地线 是相互独立的两根线，这些电气设备的外壳等不带电部分都必须可靠接地，同时也 能够避免隐形电气事故。从这个的角度来说，逆变器也需要采取三相四线制接线方 式。目前的各大学校对于三相三线制和单相光伏逆变器研究的很多，而对这种复杂 的三相四线制光伏并网逆变器的形式研究的很少，本文主要讲解这种三相四线制三 电平光伏并网逆变器控制方法。1.2 三电平技术的发展现状1.2.1 国内外三电平技术的研究现状与应用前景在三电平技术的发展过程中，有三个阶段。第一阶段是 1977 年，德国学者 Holtz 首先提出了三电平电路的拓扑结构，其主电路的拓扑结构采用了传统的二电平 电 路，它们二者的不同是在每相桥臂上增加一对开关管作为辅助中点进行箝位；第二 阶段是 1980 年，就职于日本长冈科技大学的 A．Nabae 等人，用一对箝位二极管代 替了以往结构中的辅助开关管，即分别与上下桥臂的开关管相串联来辅助中点进行 箝位，这种连接的方式被称为二极管中点箝位式(Neutral Point Clamped，NPC)三电 平变换器；第三阶段是 1983 年，Bhagwat 和 Stefanovic 将发展来的三电平的拓扑