三相光伏并网逆变器控制策略的研究

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1、ResearchonControlStrategyofThree-phasePhotovoltaicGrid-connectedInverterThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByLiuWeibinSupervisor:Prof.WanYouhongFebruary2013摘要随着环境污染、化石燃料枯竭等问题的日益严重，发展可再生的清洁能源已成为一种必然趋势。研究和实践证明，太阳光

2、照辐射能量丰富，无污染且可再生，具有极大的开发前景。而光伏发电是太阳能利用的主要趋势，因此光伏发电系统成为近年来研究的热点。本课题主要研究对象为并网光伏逆变器，它是光伏发电系统的关键设备，本文对其控制策略进行了深入探讨。首先，介绍了国内外并网逆变器的研究现状及主流控制技术。根据产品需求，选用中点箝位型三电平拓扑作为逆变器的主电路结构，设计了逆变系统的主电路和控制电路，并且对样机部分电路进行仿真和试验验证。其次，深入研究了三电平脉宽调制方式，对中点箝位式逆变电路的拓扑结构和工作原理进行了分析，介绍了两种与之对应的主流脉宽调制方式：三角载波

3、层叠法(SPWM)和空间矢量调制法(SVPWM)；然后在此基础上提出了一种改进的三电平SVPWM简化算法。该算法克服了传统SVPWM算法复杂度高，运算量大的缺点。本文还分析了上述简化算法对应的多种中点电位平衡控制策略。然后，在ab坐标系及dq坐标系下建立了中点箝位式逆变器的数学模型，设计了并网逆变器电流闭环PI控制器，分别使用传统方法和细菌觅食算法对PI参数进行整定，优化改进了细菌觅食算法，并分析了细菌觅食算法与遗传算法的区别。最后，使用MATLAB/Simulink对本文所提出的改进SVPWM简化算法、中点电位平衡控制策略、PI控制器

4、进行仿真。仿真结果与理论分析相吻合，验证了此设计的可行性及实用性。关键词:三电平逆变器，简化空间矢量调制法，中点电位平衡控制，PID控制器，细菌觅食算法IAbstractWiththeproblemoftheenvironmentalpollutionanddepletionoffossilfuelbecomingmoreandmoreserious,thedevelopmentofrenewablecleanenergyhasbecomeaninevitabletrend.Researchandpracticehaveprovedth

5、atthesolarradiationenergy-rich,nopollutionandrenewable,haspromisingprospectsforthedevelopment.Photovoltaicpowergenerationbecomesmaintrendoftheuseofsolarenergyandthephotovoltaicsystem,whichturnsintofocusofthestudy.Themainresearchobjectisthegrid-connectedphotovoltaicinvert

6、er,whichisthekeyequipmentofphotovoltaicpowergenerationsystem.Thecontrolstrategyoftheinverterisin-depthdiscussed.First,thearticledescribesthedomesticandinternationalresearchstatusandmaincontroltechnologyofgrid-connectedinverter.Accordingtoproductdemand,selectionofneutralp

7、ointclampedthree-leveltopologyastheinvertermaincircuitstructure,designthemaincircuitandcontrolcircuitandsimulationandexperimentalverificationontheprototypecircuit.Secondly,inordertostudythethreelevelpulsewidthmodulation,thetopologicalstructureandworkingprincipleofneutral

8、pointclampedinvertercircuitisanalyzed.Also,twomaincorrespondingpulsewidthmodulationsareintroduced:trian