t型三電平并網逆變器控制研究開題報告

1、<p><b>　　附件7：</b></p><p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p><b>　　開 題 報 告</b></p><p>　　題 目 T型三電平并網 </p><p><b>　　逆變器控制研究 </b

2、></p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化</p><p>　　班 級 </p><p>　　2014 年</p><p>　　畢業(yè)設計(論文)課題來源、類型</p><p>　　課題來源：與老師探討，自己選擇

3、 </p><p>　　課題類型：應用型論文 </p><p>　　二、選題的目的及意義 </p><p>　　隨著全球能源危機和環(huán)境污染問題的日益嚴重，并網逆變器的研發(fā)受到世界各國的普遍關注。并網效率和并網電流電能質量是并網逆變器的

4、兩個重要指標,PWM調制方式對效率和并網電流電能質量存在關鍵的影響。在此背景下，研究逆變器的拓撲結構以及其控制策略和并網控制方案。 </p><p>　　隨著太陽能、UPS技術的不斷發(fā)展和市場的不斷擴大，對逆變器效率的要求也越來越被制造商所重視，因此三電平的拓撲結構便應運而生。眾所周知，傳統(tǒng)的兩電平

5、并網逆變器開關損耗大，直流電壓利用低，輸出電流諧波高，無法實現高壓高質量的并網要求。多電平逆變器不同于兩電平變換器，其中采用電容或獨立電源等方式產生多個電平，通過將多個功率器件按一定的拓撲結構組成可提供多電平輸出的逆變電路，其主要目的是以盡量多的電平輸出來逼近理想的正弦波形，從而減弱輸出波形中的諧波影響。在獲得高壓輸入輸出特性的同時，多電平逆變器也減輕了器件上的高壓應力，可以使用較低電壓等級的器件構造高壓變流器，解決了器件串并聯帶來的問

6、題。多電平逆變器的出現，是電力電子技術發(fā)展的一個里程碑，它使得高壓變頻調速技術迅速走向了實用化，讓我們看到了高性能控制在高壓變頻技術上的應用的希望。近幾年來 ,多電平逆變器成為人們研究的熱點課題 .三電平逆變器是多電平逆變器中最簡單又最實用的一種電路。與傳統(tǒng)兩電平結構相比，三電平結構除了使單個IGBT阻斷電壓減半之外，還具有諧波小、損耗低、效率高等優(yōu)勢。</p><p>　　各種現代控制理論如自適應控制、自學習控

7、制、模糊邏輯控制、神經網絡控制等先進控制理論和算法也大量應用于逆變領域。其應用領域也達到了前所未有的廣闊，從毫瓦級的液晶背光板逆變電路到百兆瓦級的高壓直流輸電換流站；從日常生活的變頻空調、變頻冰箱到航空領域的機載設備；從使用常規(guī)化石能源的火力發(fā)電設備到使用可再生能源發(fā)電的太陽能風力發(fā)電設備，都少不了逆變電源。毋須懷疑，隨著計算機技術和各種新型功率器件的發(fā)展，逆變裝置也將向著體積更小、效率更高、性能指標更優(yōu)越的方向發(fā)展。</p>

8、;<p>　　前幾年,隨著西班牙、德國、美國、日本對本國光伏產業(yè)的政策扶持，全球光伏發(fā)電逆變器的銷售額逐年遞增,光伏發(fā)電用逆變器進入了一個快速增長的階段。但目前全球光伏逆變器市場基本被國際幾大巨頭瓜分，歐洲是全球光伏市場的先驅,具備完善的光伏產業(yè)鏈，光伏逆變器技術處于世界領先地位。SMA 是全球最早也是最大的光伏逆變器生產企業(yè)(德國市場占有率達 50%以上)，約占全球市場份額的三分之一,第二位是 Fronius。全球前七位

9、的生產企業(yè)占領了近 70%的市場份額。金融危機以后，美國、意大利市場迅猛發(fā)展，尤其是美國市場,奧巴馬政府上臺以后，發(fā)展速度非常之快,將取代德國成為世界上最大的光伏逆變器消費市場。</p><p>　　目前國內光伏并網逆變器市場規(guī)模較小，國內生產逆變器的廠商眾多，但專門用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器制造商并不多，但是不少國內企業(yè)已經在逆變器行業(yè)研究多年，已經具備一定的規(guī)模和競爭力，但在逆變器技術質量、規(guī)模上與國外企業(yè)仍具

10、有較大差距。國內市場規(guī)模雖然較小，但未來光伏電站市場的巨大市場發(fā)展空間和發(fā)展?jié)摿o國內企業(yè)帶來發(fā)展的歷史機遇。逆變器仍需進一步提高和發(fā)展。這也就是研究并網逆變器的意義之所在。 </p><p>　　本課題在國內外的研究狀況及發(fā)展趨勢</p><p>　　三電平結構作為多電平逆變器拓撲結構之一，自日本長岡科技大

11、學難波江章（A.Nabae）等人于1980 年在IEEE 工業(yè)應用年會提出以來，這種拓撲結構在實際工業(yè)現場獲得了廣泛的應用。</p><p>　　從20世紀90年代以來，以高壓IGBT、IGCT為代表的性能優(yōu)異的復合器件的發(fā)展引人注目，并在此基礎上產生了很多新型的高壓大容量變換拓撲結構，成為國內外學者和工業(yè)界研究的重要課題。我國也有不少單位在研究、開發(fā)和引進高壓大容量多電平變換器的技術和設備。三電平逆變器的結構較

12、簡單，其電路拓撲形式從一定意義上來說可以看成多電平逆變器結構中的一個特例，它的中點鉗位及維持中點電位動態(tài)平衡技術、功率器件尖峰吸收緩沖電路、PWM算法簡化及控制策略、高壓功率器件的驅動及系統(tǒng)的工作電源等也是多電平逆變器控制需要研究解決的問題。從目前功率開關器件發(fā)展的水平來看，短時間還不可能出現耐壓上萬伏的器件，多電平技術是解決高壓大功率變頻調速的一個有效途徑同時在當前電力系統(tǒng)高壓直流輸電的趨勢下，多電平技術在電力輸配電方面也有著重要的作

13、用。 目前關于三電平逆變器拓撲研究主要包括幾種：（1）二極管箝位型三電平逆變器（又稱npc型）,是三電平逆變器拓撲結構中發(fā)展最早的也是目前應用最普遍的一種拓撲結構。（2）飛跨電容式多</p><p>　　在T型三電平并網逆變器中的常用的調制方式有兩種：（1）空間矢量控制（2）不連續(xù)調制。其中空間電壓矢量脈寬

14、調制(SVPWM)方法輸出電流諧波成分少、低脈動轉矩、具有比SPWM高15％的電源利用率，物理概念清晰，算法簡單且適合數字化方案，適合于實時控制，是三電平逆變器首選的PWM控制方法。 </p><p><b>　　本課題主要研究內容</b></p><p>　　本課題主要研究的有

15、：三電平逆變電路的拓撲結構，并與兩電平電路比較；分析T-npc型三電平逆變電路拓撲結構，并與npc型三電平逆變電路比較；中性點平衡的分析與設計：T型三電平逆變器的控制算法（svpwm波控制）的設計；最后是完成對濾波裝置的設計和并網逆變器的設計。 通過以上研究最終完成一套完整的計算機psim仿真，并顯示出仿真波形

16、。在條件允許的情況下，通過實驗室的三電平逆變器研究平臺，對仿真進行實驗驗證，修改參數，使逆變器并網輸出波形完美，從而完成一套系統(tǒng)的設計與分析。 </p><p>　　完成論文的條件和擬采用的研究手段（途徑）</p><p>　　完成本論文的條件主要包括軟件仿真和硬件條件。研

17、究途徑：第一，充分利用圖書館的豐富的資源，翻閱外文期刊和有關的書籍；第二，充分利用計算機網絡資源，上網查詢有關國內外這方面的發(fā)展水平研究方向，上網查詢有關T型三電平逆變器的相關技術文檔或者期刊文獻；第三，詢問老師或者學長，請教關于T型三電平逆變器的相關知識；第四，在計算機上進行psim仿真，研究控制算法對逆變器的影響以及并網技術的實現；第五，有條件的話，在學校實驗室平臺研究三電平逆變電路具體控制從而達到對T型三電平并網逆變器的軟件和硬件

18、研究。 </p><p>　　本課題進度安排、各階段預期達到的目標</p><p>　　第一階段（1~2周）：選定課題題目，大量查閱資料、文獻，完成開題報告的撰寫工作。 </p><p>　　第二階段（3~4周）：繼續(xù)查閱資料、文獻，并對重要

19、理論、資料進行整理、記錄，寫出論文大綱，并初步擬定任務書。 </p><p>　　第三階段（5~6周）：完成外文資料翻譯，整理數據，為計算機仿真分析做準備，并不斷細化大綱直至完成論文整體框架。

20、 第四階段（7~11周）：撰寫、完成論文初稿，并交給導師查閱，在導師的指導下不斷修改，開始撰寫第二稿。 第五階段（12~13周）：完成第二稿的撰寫工作，再次交與導師查閱，在與導師討論后反復修改，進而完成第三槁的撰寫并交稿。

21、 第六階段（14~15周）：為論文答辯進行必要而充分的準備，最后參加答辯。 </p><p><b>　　七、指導教師意見</b></p><p>　　對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文