兼顧諧波抑制功能的三電平光伏逆變器研究與設(shè)計-華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文STYLEREF"標(biāo)題1"\n第4章STYLEREF"標(biāo)題1"仿真模型建立及其仿真結(jié)果分析總結(jié)與展望在經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天，全世界對能源的需求日益增長，而石油、天然氣和煤炭等傳統(tǒng)能源卻是短期內(nèi)不可再生能源，隨著經(jīng)濟的發(fā)展、人口的增加和社會生活水平的提高，傳統(tǒng)能源問題和環(huán)境問題已日益嚴重，因此可再生新能源的研發(fā)和使用已成為當(dāng)前研究任務(wù)的重中之重，而光伏發(fā)電以其優(yōu)異的特性脫穎而出，成為研究人員青睞的研究對象，光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究也成為了新能源研發(fā)的熱門方向；與此同時，在能源互聯(lián)網(wǎng)的大環(huán)境下，越來越多的非線性裝置和新能源發(fā)電系統(tǒng)并入電網(wǎng)當(dāng)中，在給人民帶來生活便利的同時，也造成相當(dāng)嚴重的諧波污染，導(dǎo)致電能質(zhì)量的明顯降低，給電網(wǎng)的管理和質(zhì)量控制帶來了沉重的負擔(dān)，而且這些諧波源大多產(chǎn)生的是隨時間變化的動態(tài)諧波，傳統(tǒng)的無源濾波裝置已不能滿足，因此能動態(tài)補償諧波的諧波補償裝置的研究也顯得尤為重要?；谝陨媳尘耙蛩?，并考慮到光伏并網(wǎng)逆變器和有源電力濾波器在主要硬件結(jié)構(gòu)和控制策略上的相似性，本文對結(jié)合諧波抑制功能的光伏并網(wǎng)逆變器進行了研究，設(shè)計了一種兼顧諧波抑制功能的三電平光伏逆變器，主要工作內(nèi)容如下：對本文選題背景和研究意義進行了分析，然后對當(dāng)前國內(nèi)外光伏發(fā)電技術(shù)和諧波抑制方法做了詳細的分析和比較，最后在對比了光伏逆變器系統(tǒng)和有源濾波系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制原理后確定本文研究兼顧諧波抑制功能的光伏逆變器的課題方向，并確定本文研究的主要內(nèi)容；對當(dāng)前常用的Boost變流電路拓撲方案、三電平逆變電路拓撲方案、濾波器電路拓撲方案和有源濾波器電路拓撲方案進行了分析和對比，然后根據(jù)本文設(shè)計的特點和需求選取了合適的電路拓撲方案，最后根據(jù)所選擇的各模塊拓撲方案進行主電路拓撲的設(shè)計；在所設(shè)計主電路拓撲的基礎(chǔ)下，針對本文設(shè)計所選取的各模塊電路拓撲方案分析和比較了目前常用的多種控制策略，然后分別選用了合適的控制策略。在MPPT控制策略方面，選用了最大功率點跟蹤平穩(wěn)、靜態(tài)性能好的導(dǎo)納增量法，而在三電平逆變電路控制策略、中點電位平衡控制策略和諧波抑制控制策略上，建立了多種坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，并分析和比較不同坐標(biāo)系下的控制策略，然后根據(jù)需要選用了都在同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)軸下的控制策略。最后基于各模塊所選擇的控制策略設(shè)計了本文的兼顧諧波抑制的光伏逆變器控制策略；在所設(shè)計的主電路拓撲和兼顧諧波限制的光伏逆變器調(diào)控對策的基準(zhǔn)上，利用Matlab/Simulink平臺構(gòu)建了本文設(shè)計的仿真模型，并對模型的元件參數(shù)和各控制模塊控制環(huán)節(jié)參數(shù)進行了分析和設(shè)置，最后通過在不同仿真時刻分別使能控制模塊的方法，分別對仿真模型中各模塊的作用及仿真波形進行了分析，仿真結(jié)果驗證了本文設(shè)計的可行性和有效性。雖然本文的模型仿真結(jié)果驗證了本文所設(shè)計兼顧諧波功能三電平光伏并網(wǎng)逆變器的可行性和有效性，但由于本人研究時間、學(xué)識水平和實踐經(jīng)驗有限，本文在對兼顧諧波抑制功能的光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的研究尚不夠深入，在很多方面還需要進一步的研究和探索：調(diào)制方式的不足。相對于SPWM，SVPWM調(diào)制方式具有更優(yōu)越的性能，使用SVPWM調(diào)制方式能夠改善逆變器輸出波形和總諧波含有量，以獲得更好的效果；控制方式的不足。本文的控制環(huán)節(jié)都是基于PI控制器進行設(shè)計的，該環(huán)節(jié)在帶來便利性的同時還存在一定的局限性，因此采用一些先進的控制策略如模糊控制技術(shù)、自抗擾控制技術(shù)、PR諧振控制器是今后的重點研究方向之一；沒有對無功補償功能進行深入的研究。從三電平光伏逆變器的結(jié)構(gòu)和控制原理上來說，在輸出所需波形的同時實現(xiàn)無功補償功能可行的，但本文設(shè)計中并未進行深入的探討，因此無功補償功能的添加也是今后的重點研究方向之一；缺少硬件電路的驗證。本文設(shè)計的研究工作都是建立在數(shù)學(xué)模型和軟件仿真基礎(chǔ)上的，為了驗證本文所提出的兼顧諧波抑制功能的三電平光伏逆變器及其控制策略，下一步工作的重點在于硬件電路的搭建和試驗?；贑8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機應(yīng)用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設(shè)計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設(shè)計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機的疊圖機研究與教學(xué)方法實踐基于單片機嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實驗中的應(yīng)用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)單片機嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)單片機監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機上的應(yīng)用MSP430單片機在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)與應(yīng)用單片機在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用基于ATmega16單片機的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機的遠程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的設(shè)計基于MSP430單片機具有數(shù)據(jù)存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設(shè)計基于單片機的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)鍋爐的單片機控制系統(tǒng)基于單片機控制的電磁振動式播種控制系統(tǒng)的設(shè)計基于單片機技術(shù)的WDR-01型聚氨酯導(dǎo)熱系數(shù)測試儀的研制一種RISC結(jié)構(gòu)8位單片機的設(shè)計與實現(xiàn)基于單片機的公寓用電智能管理系統(tǒng)設(shè)計基于單片機的溫度測控系統(tǒng)在溫室大棚中的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的數(shù)字化超聲電源的研制