基于SVPWM的三相并网逆变器波形控制策略的研究

摘要

并网逆变器作为新能源与电网的接口,其性能直接关系到新能源发电的应用前景。
　　三相并网逆变器的调制方式,滤波器和控制策略都直接影响输出电流的质量,本文从以上三个方面展开研究。本文首先对常用的三相并网逆变器主电路拓扑和滤波器做了对比分析,确定了基于LCL滤波器的三相半桥逆变电路作为主电路拓扑,并建立了三相并网逆变器在dq坐标系下的数学模型。仿真分析了SPWM调制方式和SVPWM调制方式,结果表明,SVP删调制方式直流电压利用率更高,输出电流谐渡更少,确定了SVPWM调制方式为本文三相并网逆变器的调制方法。依据LcL滤波器参数设计约柬条件并结合本文系统参数给出了LcL滤波器的参数设计方法,这种参数设计方法可以得到更小的电感量,减小三相并网逆变器体积。采用被动阻尼的方法抑制谐振.分析了LCL滤波器的稳定性。
　　其次进行了三相并网逆变器控制策略的研究,选择了应用最广泛的PI控制,分析了将PI控制用在三相并网逆变器上的局限性,即电网电压存在畸变时,pI控制的输出电流谐波含量较高,考虑到电网电压中的畸变为周期性扰动,引入重复控制,介绍了重复控制的原理和基本结构。并根据三相并网逆变器数学模型设计重复控制器,分析了重复控制动态性能较差的问题,将PI与重复控制相结合应用于三相并网逆变器。构成了基于SVPWM调制的PI一重复复合控制的三相并网逆变器,理论上这种复合控制策略能够提高三相并网逆变器输出电流的质量。
　　最后,基于以上分析,构建了lOkW三相并网逆变器的仿真模型,用Matlab/simulink对SVPWM调制的三相并网逆变器的三种控制簧略进行了仿真。通过仿真验证了理论设计的正确性。PI一重复复合控制策略能够提高并网电流的质量,总谐波畸变为3.5％,满足并网要求。

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1绪论

1.1课题研究背景

1.2并网逆变器控制策略的研究现状

1.3并网逆变器控制策略的发展趋势

1.4本文的主要研究内容

2并网逆变器的原理与数学模型

2.1三相并网逆变器简介

2.2基于LCL滤波器的三相并网逆变器数学模型

2.3并网逆变器调制方式

2.4本章小结

3三相并网逆变器LCL滤波器的设计与研究

3.1 LCL滤波器分析与参数设计

3.2 LCL滤波器的稳定性分析

3.3 本章小结

4基于重复控制的三相并网逆变器控制策略

4.1 重复控制基本原理

4.2 三相并网逆变器重复控制器设计

4.3 PI—重复复合控制的三相并网逆变器设计与研究

4.4 本章小结

5基于SVPWM的三相并网逆变器系统仿真

5.1 PI控制的SVPWM三相并网逆变器

5.2 重复控制的SVPWM三相并网逆变器

5.3 PI-重复复合控制的SVPWM三相并网逆变器

5.4 本章小结

6总结与展望

致谢

参考文献