基于DSP的三相三電平光伏并網(wǎng)逆變器的研究.pdf

1、眾所周知，隨著全球人口數(shù)量的增長(zhǎng)和科技的進(jìn)步，人類對(duì)于各種能源的需求有增無(wú)已。天然的不可再生能源日漸枯竭，短時(shí)間內(nèi)尚可滿足一時(shí)的需求，而長(zhǎng)期以來(lái)依賴礦質(zhì)能源的策略已經(jīng)不是長(zhǎng)久之計(jì)。有機(jī)礦產(chǎn)、煤炭等化石能源的不合乎規(guī)范開(kāi)采和利用已經(jīng)造成了可怕的后果。據(jù)研究表明，大氣污染物百分之八十五以上的成分和絕大部分的溫室氣體都是由化石燃料的消耗引起的。尋找可靠、可替代化石燃料的新能源問(wèn)題對(duì)解決全球眾多問(wèn)題具有重要意義。而光伏并網(wǎng)是目前新能源發(fā)電中的主

2、力軍。
　　開(kāi)篇介紹了目前光伏并網(wǎng)產(chǎn)業(yè)、技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并簡(jiǎn)要的說(shuō)明了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的基本工作原理。特別對(duì)當(dāng)前光伏電站應(yīng)用較為廣泛的兩種類型的逆變器做了詳細(xì)的對(duì)比。隨后詳細(xì)分析了幾種常見(jiàn)的兩電平、三電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并著重推導(dǎo) T型三電平逆變器輸出特性與開(kāi)關(guān)狀態(tài)的關(guān)系、換流過(guò)程等。本文先由兩電平電壓型逆變器基本數(shù)學(xué)模型衍生出T型三電平拓?fù)淠孀兤鞯腶bc三相坐標(biāo)系數(shù)學(xué)模型；然后根據(jù)兩電平SVPWM技術(shù)和T型三電平拓?fù)鋽?shù)學(xué)模型，給出

3、三電平T型逆變器SVPWM控制方法。
　　論文重點(diǎn)研究并仿真了基于電網(wǎng)電壓定向矢量控制（VOC）三相三電平并網(wǎng)逆變器控制策略。其中主要詳細(xì)分析了目前逆變器并網(wǎng)控制應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，包括有：電網(wǎng)電壓定向、虛擬磁鏈定向、瞬時(shí)功率策略、電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)、dq-PLL鎖相環(huán)和無(wú)差拍控制等。
　　然后本文將控制策略與 DSP在電力電子方面的實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系，針對(duì) DSP軟件實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，將逆變器的基于電網(wǎng)電壓矢量定向、dq-PLL閉環(huán)鎖相

4、與雙環(huán) PI等控制方法（外環(huán)電壓，內(nèi)環(huán)電流）相結(jié)合，對(duì)逆變器并網(wǎng)電流進(jìn)行控制。該方法非常適用于于微控制器應(yīng)用于三相三電平并網(wǎng)逆變器，具有低THD、數(shù)據(jù)處理量較小、容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，特別適合具有很高開(kāi)關(guān)頻率、控制精度要求較高的并網(wǎng)逆變器使用。
　　本文基于上述控制方法，使用MATLAB Simulink Simpower搭建了基于電網(wǎng)電壓定向矢量控制的三相三電平光伏并網(wǎng)模型。對(duì)該并網(wǎng)控制策略和T型三電平拓?fù)銼VPWM算法進(jìn)行了仿真。在