分布式发电系统谐波抑制并网逆变器的设计
发布时间：2023-12-09 12:15
随着分布式发电的发展,越来越多的新能源接入到电网中,带来了更多的电能,促进着新能源的发展。电网中由于非线性负荷的大量投入会产生电流谐波,本文基于电网中存在谐波这一问题,研究并网逆变器并网时不仅可以提供更多的电能,还能抑制电网中的谐波,不仅改善了电能质量,还可以提高设备利用率,这对于电网来说很有现实意义。因此本文重点研究并网逆变器的谐波抑制功能,论文具体研究内容包括以下几个方面:首先分析并网逆变器的原理与拓扑结构,选择全桥式逆变器作为研究对象,再分析并网逆变器的调制方法,采用SVPWM调制方法。选择双闭环控制策略,并针对谐波抑制将其加入到双闭环策略中,并具体对电压外环和电流内环进行设计,确定其参数,并在Matlab上建立整体仿真模型。其次研究谐波检测的算法,采用基于瞬时无功功率理论,分析并介绍了瞬时无功功率理论,针对其中的低通滤波器进行进一步分析。低通滤波器一般采用巴特沃斯滤波器,但是受限于实时性与精确性难统一的缺点,采用另一种滑动滤波器,进行Matlab分析后得出后者检测谐波的效果更好。之后将检测到的谐波进行补偿,补偿的核心算法采用重复控制,其具有良好的稳定性,但存在调节速度慢的缺点,...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 论文研究背景
1.1.1 分布式能源的发电趋势
1.1.2 并网逆变器的研究方向
1.1.3 谐波的标准
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 论文主要内容及章节安排
第二章 并网逆变器原理及调制方法
2.1 并网逆变器的拓扑结构
2.1.1 反激逆变电路
2.1.2 全桥逆变电路
2.1.3 多电平逆变电路
2.2 电压型逆变器的基本原理
2.2.1 电压控制的基本原理
2.2.2 静止坐标系下三相并网逆变器的数学模型
2.2.3 旋转坐标系下三相并网逆变器的数学模型
2.3 并网逆变器的调制方法
2.3.1 SVPWM控制的基本原理
2.3.2 SVPWM的算法实现
2.4 本章小结
第三章 双闭环系统控制策略
3.1 整体控制策略
3.2 统一解耦控制
3.3 双闭环控制系统设计
3.3.1 电流内环控制系统设计
3.3.2 电压外环控制系统设计
3.4 双闭环系统的仿真研究
3.5 本章小结
第四章 并网逆变器谐波电流检测算法研究
4.1 锁相环(PLL)控制技术
4.1.1 PLL原理
4.1.2 三相锁相环的锁相原理
4.2 瞬时无功功率理论检测法
4.3 低通滤波器的选择
4.3.1 传统低通滤波器
4.3.2 滑动均值滤波器
4.4 谐波电流检测仿真对比及分析
4.4.1 A相有功电流直流分量波形对比
4.4.2 A相有功电流谐波电流波形对比
4.5 本章小结
第五章 基于重复控制的谐波电流补偿算法研究
5.1 重复控制器设计
5.1.1 重复控制原理与参数设计
5.1.2 重复控制器性能分析
5.2 两种改进的重复控制器复合设计
5.2.1 PI+重复控制器结构设计
5.2.2 PI+奇次谐波重复控制器结构设计
5.3 仿真对比及分析
5.3.1 双PI控制仿真分析
5.3.2 PI+重复控制仿真分析
5.3.3 PI+奇次谐波重复控制仿真分析
5.4 本章小结
第六章 实验装置设计及实验验证
6.1 系统整体平台简介
6.2 系统硬件设计
6.2.1 DSP介绍
6.2.2 逆变器主电路
6.2.3 信号采集电路
6.2.4 驱动电路
6.2.5 复位电路
6.3 系统软件设计
6.3.1 主程序的设计
6.3.2 A/D子程序的设计
6.3.3 谐波检测+补偿中断子程序的设计
6.4 实验结果及分析
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3871556
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 论文研究背景
1.1.1 分布式能源的发电趋势
1.1.2 并网逆变器的研究方向
1.1.3 谐波的标准
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 论文主要内容及章节安排
第二章 并网逆变器原理及调制方法
2.1 并网逆变器的拓扑结构
2.1.1 反激逆变电路
2.1.2 全桥逆变电路
2.1.3 多电平逆变电路
2.2 电压型逆变器的基本原理
2.2.1 电压控制的基本原理
2.2.2 静止坐标系下三相并网逆变器的数学模型
2.2.3 旋转坐标系下三相并网逆变器的数学模型
2.3 并网逆变器的调制方法
2.3.1 SVPWM控制的基本原理
2.3.2 SVPWM的算法实现
2.4 本章小结
第三章 双闭环系统控制策略
3.1 整体控制策略
3.2 统一解耦控制
3.3 双闭环控制系统设计
3.3.1 电流内环控制系统设计
3.3.2 电压外环控制系统设计
3.4 双闭环系统的仿真研究
3.5 本章小结
第四章 并网逆变器谐波电流检测算法研究
4.1 锁相环(PLL)控制技术
4.1.1 PLL原理
4.1.2 三相锁相环的锁相原理
4.2 瞬时无功功率理论检测法
4.3 低通滤波器的选择
4.3.1 传统低通滤波器
4.3.2 滑动均值滤波器
4.4 谐波电流检测仿真对比及分析
4.4.1 A相有功电流直流分量波形对比
4.4.2 A相有功电流谐波电流波形对比
4.5 本章小结
第五章 基于重复控制的谐波电流补偿算法研究
5.1 重复控制器设计
5.1.1 重复控制原理与参数设计
5.1.2 重复控制器性能分析
5.2 两种改进的重复控制器复合设计
5.2.1 PI+重复控制器结构设计
5.2.2 PI+奇次谐波重复控制器结构设计
5.3 仿真对比及分析
5.3.1 双PI控制仿真分析
5.3.2 PI+重复控制仿真分析
5.3.3 PI+奇次谐波重复控制仿真分析
5.4 本章小结
第六章 实验装置设计及实验验证
6.1 系统整体平台简介
6.2 系统硬件设计
6.2.1 DSP介绍
6.2.2 逆变器主电路
6.2.3 信号采集电路
6.2.4 驱动电路
6.2.5 复位电路
6.3 系统软件设计
6.3.1 主程序的设计
6.3.2 A/D子程序的设计
6.3.3 谐波检测+补偿中断子程序的设计
6.4 实验结果及分析
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3871556
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