基于三相锁相环和SVPWM的光伏逆变并网仿真研究

【摘要】：当今社会，随着科学技术飞速发展，能源的短缺成为了受到社会广泛关注的热门话题。风能、太阳能等可再生的新能源得到了广泛的应用。于是，如何将太阳能转化成电能并进行存储和并网发电成为了光伏发电领域所要解决的问题。 文章首先介绍了国内外光伏发电的历史背景、发展前景，并且给出了光伏逆变并网发电的标准；其次，对逆变并网发电所依据的基本理论，即锁相环和PWM原理做出了介绍；再次，又对三相光伏并网逆变器所采用的核心技术——三相锁相环和SVPWM原理做了很详细的分析和介绍。三相锁相环包括两个非常重要的坐标变化——三相静止坐标系转换成两相静止坐标系的Clark变换和两相静止坐标系到两相旋转坐标系的Park变换。而对SVPWM技术的基本原理和推导过程做出了详细说明，利用SVPWM原理，推导出了空间矢量Uref所在扇区，以及Uref在每个增量中所作用的时间做出了计算，并且利用得出了逆变桥开关管的驱动信号，从而实现逆变。文章的最后，分析了三相光伏并网逆变的控制策略并利用MATLAB/SIMUlink对系统的各个模块进行了搭建和仿真。通过分析生成的并网电流波形和用功功率、无功功率和功率因数，验证了控制策略的正确性和实用性。 【关键词】：逆变 并网 三相锁相环 SVPWM SIMUlink
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 引言9-13
• 1.1 课题研究意义9
• 1.2 国内外并网控制的研究现状9-12
• 1.2.1 并网控制的研究9-10
• 1.2.2 三相锁相环技术的研究10-11
• 1.2.3 SVPWM的特点及研究11-12
• 1.3 本文研究主要内容12-13
• 第2章 锁相环和PWM技术原理13-15
• 2.1 锁相环的组成和工作原理13
• 2.2 正弦脉宽调制（SPWM）13-15
• 第3章 三相锁相环原理15-19
• 3.1 Clark变换和Park变换15-16
• 3.2 两个变换在三相锁相环中的物理意义16-19
• 第4章 空间电压矢量调制SVPWM原理19-32
• 4.1 SVPWM基本原理19-23
• 4.2 SVPWM法则推导23-24
• 4.3 SVPWM控制算法24-29
• 4.3.1 合成电压矢量Uref所处扇区号N的判断24-25
• 4.3.2 相邻电压矢量作用时间计算25-26
• 4.3.3 确定电压矢量及开关切换顺序26-28
• 4.3.4 开关矢量时间确定28
• 4.3.5 三相PWM波形的合成28-29
• 4.4 SVPWM物理含义29-32
• 第5章 系统的控制策略及Matlab/Simulink实现32-45
• 5.1 系统的控制策略32-34
• 5.1.1 系统原理框图32-33
• 5.1.2 系统功率因数的分析33-34
• 5.2 仿真软件MATLAB简介34-36
• 5.2.1 MATLAB的特点34-35
• 5.2.2 MATLAB/Simulink以及PSB简介35-36
• 5.3 三相光伏并网逆变器的Simulink仿真36-41
• 5.3.1 三相锁相环同步旋转坐标模型37-38
• 5.3.2 同步旋转坐标系下并网逆变器的数学模型38-41
• 5.4 空间电压矢量调制SVPWM各模块的仿真模型41-45
• 5.4.1 扇区号N的判断模块41-42
• 5.4.2 作用时间计算模块42-43
• 5.4.3 SVPWM调制波生成模块43
• 5.4.4 系统的功率因数43-45
• 第6章 总结与展望45-47
• 6.1 总结45
• 6.2 展望45-47
• 参考文献47-49
• 致谢49-50
• 攻读硕士学位期间发表论文情况50

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