基于FPGA的光伏并購(gòu)逆變器的SVPWM控制方法研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)非可再生能源日益枯竭及其對(duì)環(huán)境造成的危害日益加深，人們對(duì)綠色新能源的開發(fā)越來越重視。太陽(yáng)能作為清潔、無污染的可再生能源應(yīng)用越來越廣泛，而光伏并網(wǎng)發(fā)電作為太陽(yáng)能開發(fā)和利用的重要形式之一，也取得了快速發(fā)展。本文通過對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析，主要開展了以SVPWM調(diào)制方法為基礎(chǔ)的三相光伏并網(wǎng)逆變器的研究。首先完成了SVPWM算法的軟核設(shè)計(jì)。其次，在傳統(tǒng)PI控制的基礎(chǔ)上，提出了重復(fù)控制與PI控制相結(jié)合的

2、復(fù)合控制策略，使并網(wǎng)逆變器輸出的電流與電網(wǎng)電壓同頻同相、而且諧波分量少。本文的主要工作主要包括以下幾方面:
　　首先，本論文分析了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，介紹了隔離型光伏并網(wǎng)逆變器和非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器，同時(shí)分析了三相光伏并網(wǎng)逆變器的幾種常見主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并詳細(xì)研究了三相全橋式逆變電路的工作原理、空間矢量的合成方法。
　　其次，分析了單極性SPWM控制技術(shù)和雙極性SPWM控制技術(shù)，介紹了SVPWM調(diào)制技術(shù)的原理

3、，并推導(dǎo)了SVPWM調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的工程算法。通過對(duì)SPWM調(diào)制和SVPWM調(diào)制兩種調(diào)制方法的對(duì)比分析，選擇了SVPWM調(diào)制作為三相光伏并網(wǎng)逆變器的調(diào)制方法。
　　第三，為了保證光伏并網(wǎng)逆變器高效、穩(wěn)定的工作，將三相光伏并網(wǎng)逆變器輸出的電流通過同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到兩相靜止坐標(biāo)下，然后采用前饋解耦的PI控制策略對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并使用SIMULINK軟件對(duì)PI控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，結(jié)果表明:系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了并網(wǎng)逆變器輸出電流的無靜差

4、控制。同時(shí)提出了重復(fù)控制與PI控制相結(jié)合的復(fù)合控制策略，有效地降低了死區(qū)等周期性干擾性信號(hào)的影響，提高了逆變器輸出電流的波形質(zhì)量。
　　最后，根據(jù)SVPWM調(diào)制技術(shù)的原理，采用EP2C8Q208CSN的FPGA芯片實(shí)現(xiàn)了空間矢量算法SVPWM的軟核設(shè)計(jì)。SVPWM的軟核系統(tǒng)主要包括DDS正弦信號(hào)發(fā)生器模塊、扇區(qū)判別模塊、三角波比較器模塊、PWM生成模塊、死區(qū)延時(shí)模塊。通過對(duì)系統(tǒng)的各子模塊和整個(gè)系統(tǒng)的仿真分析，驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性