基于fpga的光伏并购逆变器的svpwm控制方法研究与设计

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1、基于FPGA的光伏并网逆变器的．SVPWM控制方法研究与设计专业名称：电路与系统申请人：黄春清指导教师：罗晓曙教授伦又爸辩委员会主席：避!!f苎垒辄一一／二^／乞力纠场耐草幺五；k戳广西师范大学硕十学位论文基于FPGA的光伏并网逆变器的SVPWM控制方法研究与设计}

2、IIItlltlIllIllllIIllllllllllllltlltlll研究生：黄春清抓罗晓曙教授．__Y2584一钮6专业：电路与系统研究方向：光伏发电理论与应用年级：2011级摘要随着社会经济的快速发展，传统非可再生能源同益枯竭及其对环境造成

3、的危害日益加深，人们对绿色新能源的开发越来越重视。太阳能作为清洁、无污染的可再生能源应用越来越广泛，而光伏并网发电作为太阳能开发和利用的重要形式之一，也取得了快速发展。本文通过对光伏并网逆变器的主电路拓扑结构的分析，主要开展了以SVPWM调制方法为基础的三相光伏并网逆变器的研究。首先完成了SVPWM算法的软核设计。其次，在传统PI控制的基础上，提出了重复控制与PI控制相结合的复合控制策略，使并网逆变器输出的电流与电网电压同频同相、而且谐波分量少。本文的主要工作主要包括以下几方面：首先，本论文分析了光伏并网发电系统

4、的主电路拓扑结构，介绍了隔离型光伏并网逆变器和非隔离型光伏并网逆变器，同时分析了三相光伏并网逆变器的几种常见主电路拓扑结构，并详细研究了三相全桥式逆变电路的工作原理、空间矢量的合成方法。其次，分析了单极性SPWM控制技术和双极性SPWM控制技术，介绍了SVPWM调制技术的原理，并推导了SVPWM调制技术实现的工程算法。通过对SPWM调制和SVPWM调制两种调制方法的对比分析，选择了SVPWM调制作为三相光伏并网逆变器的调制方法。第三，为了保证光伏并网逆变器高效、稳定的工作，将三相光伏并网逆变器输出的电流通过同步旋

5、转坐标转换到两相静止坐标下，然后采用前馈解耦的PI控制策略对光伏并网逆变器系统进行了设计，并使用SIMULINK软件对PI控制系统进行仿真，结果表明：系统实现了并网逆变器输出电流的无静差控制。同时提出了重复控制与PI控制相结合的复合控制策略，有效地降低了死区等周期性干扰性信号的影响，提高了逆变器输出电流的波形质量。最后，根据SVPWM调制技术的原理，采用EP2CSQ208C8N的FPGA芯片实现了空间矢量算法SVPWM的软核设计。SVPWM的软核系统主要包括DDSJ下弦信号发生器模块、扇区判别模块、三角波比较器模

6、块、PWM生成模块、死区延时模块。通过对系统的各子模块和整个系统的仿真分析，验证了系统设计的合理性。关键词：三相光伏并网逆变器SVPWMPI控制重复控制FPGA广西师范大学硕士学位论文ResearchandDesignthePhotovoltaicGrid-·connectedInverterwithSVPWMControlMethodBasedonFPGAGraduateStudent：ChunqingHuangSupervisor：Prof．XiaoshuLuoMajor：CircuitandSystemGr

7、ade：201ResearchDirection：PhotovoltaicPowerGenerationTheoryandApplicationAbstractWiththerapiddevelopmentofsocialeconomy，thetraditionalnonrenewableenergycontinuousdepletionandhazardstotheenvironmentdeepening，thuspeoplearepayingmoreandmoreattentionexploitationof

8、newgreenenergy．SolarenergyaSaclean，non—pollutingandrenewablesourceofenergytobemoreandmoreusedwidely,andthegridconnectedphotovoltaicpowergenerationaSanimportantformofsolarenergydevelopmentandutilization，alsoobtainedthefastdevelopment．Witllmeanalysisofmaincircu

9、ittopologyofphotovoltaicgrid-connectedinverterinthispaper,three．phasephotovoltaicgrid．connectedinvertersystemwillbemainlystudiedwiththemodulationmethodofSVPWM．Firstly,thesoftcoreofSVPWMWa