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摘 要
本文提出的设计和分析是针对主动和被动式的单相电压源功率控制逆变器的光伏并网系统。文中探讨的对象是其中的DC-AC变换，对光伏并网逆变器所涉及到的基本概念做了粗略介绍，同时对仿真中采用的数学模型做了详细介绍。主电路采用的是单相全桥逆变拓扑结构，开关器件选择的是功率损耗较小的MOSFET；驱动电路则是单极性SPWM脉宽调制技术，通过开关管的导通和关断对主电路不同的工作状态进行切换。
项目中的控制算法方法是采用基于空间矢量控制的坐标变换，将给定电流解耦为有功电流分量和无功电流分量分别对电网有功功率和无功功率进行闭环控制的方法。本研究的目的是控制电网的功率因数，提高向电网传输的光伏转换电源整体效率，并降低逆变器相电流的畸变。在这项工作中，本文给出了详细的系统数学模型，讨论使用Matlab / Simulink软件对6kW的光伏单相逆变系统并入220V、50HZ电网模拟的结果。仿真结果表明，电网输入功率因数几乎是一致的，该系统的相电流畸变率被降低，不同功率条件下的总谐波失真在5%以内。
关键词：单相全桥逆变 SPWM（解耦） Matlab/Simulink仿真
目 录
第一章 绪论 1
1.1目的及意义（含国内外的研究现状分析） 4
1.2 研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 5
第2章 并网逆变器单周控制方法研究 7
2.1并网逆变系统基础概念介绍 7
2.1.1并网逆变器开关器件 7
2.1.2采用锁相环的电网同步 7
2.1.3孤岛检测方法 8
2.1.4单相并网逆变器的拓扑结构 9
2.2 并网逆变器模型设计分析 10
2.2.1 PWM调制器数学模型 10
2.2.2 Park变换矩阵 12
2.2.3典型I型系统 13
2.3并网电流控制策略的研究 16
2.3.1逆变器系统结构解耦 16
2.3.2基于PI控制器参数设计 18
2.4.基于SPWM（解耦）并网逆变器的MATLAB/simulink仿真 20
2.4.1MATLAB简介 20
2.4.2电路仿真模型的建立 20
2.4.3仿真结果 21
第3章 结论 23
致谢 24
参考文献： 25
研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施
电网可以看成一个功率无穷大的电压源，光伏并网逆变器在并入电网后，电压会被电网限制住而基本保持不变，所以不容易通过输出电压对其进行控制，所以一般都是控制其输出电流，使电流与电网电压同频同相并且谐波含量尽量小（标准要求是小于5%）。因此，对光伏并网逆变器控制技术的研究一般都关注在并网电流的控制技术上。
改进型的比例谐振（PR）控制方法，可以解决PI控制中存在的稳态误差问题和重复控制中动态性能差的问题。PR控制方法实际上是对PI控制方法进行改造而得来的，两种方法都有一个比例环节（P），但PR控制把PI控制中的积分器换成了无损谐振环节。在逆变器输出电流的基波频率处，PR控制器具有无穷大的增益，而PI控制器不具有这一特点，因此PI控制中存在的稳态误差，在PR控制中可以被消除，即做到对参考波的无静差跟踪。因此，PR控制不但具有无静差跟踪的稳态性能，而且具有快速的动态响应速度。
SPWM解耦控制策略是把并网电流所在的αβ坐标系施行旋转变换，把它变换到一个旋转正交坐标系dq上，dq相对于静止坐标系的旋转角速度为工频电压对应的角速度。这时，随时间不断变化的交流量在dq坐标系中转换成不随时间变化的直流量，将相对复杂的DC/AC逆变问题变成具有稳态特性的DC/DC设计。 运用解耦控制策略来描述电流和电压，使我们能以高效和优美的描述方式来研究单相系统的瞬时现象。这种表达方式在研究单相系统的有功功率和无功功率分量的控制问题时特别有用。
对于本次设计中光伏电池模块、逆变主电路和控制模块（SPWM解耦）等均采用Matlab建立软件模型。
