太阳能三相并网技术研究

 摘要
太阳能并网系统的控制目标是实现正弦电流并网，使其工作在单位功率因素并网模式。并网逆变器输出电流波形直接影响光伏发电系统的供电质量，正因为如此，并网逆变器输出电流控制策略是太阳能发电系统的研究的一大热点，在本论文的研究设计中，我们采用的是近年兴起的空间矢量控制技术（SVPWM），它具有谐波小，直流电压利用率高，易于数字化实现等优点，被广泛用于太阳能并网发电中。
本文通过对三相并网逆变器进行连接负载和并网接入，分析了SVPWM控制技术的原理以及SVPWM控制技术在此次太阳能三相并网逆变器中控制作用。SVPWM控制技术根据α-β复平面空间中的状态开关矢量，直接合成参考电压空间矢量，进行相关矢量作用时间的求取，计算量适中，实时性好，逆变器输出电流谐波小，同时给出了相关的数学推导来证实相关原理和算法理论，然后根据这一理论利用MATLAB/SIMULINK动态仿真工具来实现对SVPWM控制算法的动态仿真。在本次设计中，我们建立了基于SVPWM控制技术的三相并网逆变器的仿真模型，利用模型进一步分析了SVPWM控制技术在并网逆变器中的应用与实现，最后给出了仿真波形，并对仿真结果进行了分析，仿真结果达到了设计指标，符合预期设想。在世界能源形势日益紧张的今天，SVPWM控制技术在逆变节能方面具有广阔的应用前景。
关键词：空间矢量脉宽调制;逆变技术;动态仿真;矢量控制;SIMULINK
目录
摘要 I
ABSTRACT II
目录 III
1 绪论 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 本论文主要完成的工作 5
2 太阳能三相并网逆变器的结构设计 6
2.1 太阳能三相并网发电总体结构介绍 6
2.2 太阳能三相并网逆变电路系统结构 7
2.3 LC滤波电路的设计与分析 9
3 基于SVPWM控制的太阳能三相并网逆变器原理 11
3.1 SVPWM基本原理 11
3.2 SVPWM法则推导 13
3.3 SVPWM控制算法 16
3.4 SVPWM的物理意义 22
4 太阳能三相并网逆变器的仿真研究 25
4.1 基于SVPWM控制的三相并网逆变器系统 25
4.2 MATLAB/SIMULINK简介 25
4.3 基于SVPWM控制技术的三相并网逆变器仿真 26
结束语 35
参考文献 36
附录一 37
附录二 38
附录三 39
致谢 40
本论文主要完成的工作
设计一款太阳能三相并网逆变器，了解太阳能并网发电系统结构，并对系统后级的直流-三相交流逆变部分进行建模仿真设计。三相逆变器的输入源为前级太阳能直流-直流转换器的输出，电压为范围540-600V，逆变器的输出为三相四线式380V交流电，输出功率10kw，THD5%以下，HD3%以下。采用高频调制技术，确定电路架构，设计电路参数，建立电路模型并仿真；研究电网入网标准，为使逆变器输出能顺利并网，设计PID控制器，通过仿真确定PID参数。
第2章是根据设计要求对太阳能三相并网逆变器的总体设计框架进行了介绍并以提出了本文重点研究部分并网逆变器的总体设计方案。并且对逆变器的各个重要组成部分的拓扑结构进行分析和比较。
第3章将对SVPWM控制技术进行详细的介绍，以及在本次设计中的应用。
第4章是在基于MATLAB的SIMULINK仿真，在设计出太阳能三相并网逆变器的仿真模型之后，对于其进行仿真并且通过观察波形来得出最后设计的并网逆变器是否符合题目设计指标。