基于p-r控制和d-q变化策略的单相光伏并网逆变器的研究

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1、THESTUDYOFP-RANDD-QTRANSFORMCONTROLSTRATEGYONSINGLEPHASEPVGRID-CONNECTEDINVERTERNKUNDAYESUGloire(光荣)2015年1月中图分类号：UDC分类号：基于P-R控制和D-Q变化策略的单相光伏并网逆变器的研究作者姓名光荣学院名称自动化学院指导教师冬雷副教授答辩委员会主席廖晓钟教授申请学位工学硕士学科专业电气工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月THESTUDYOFP-RANDD-QTRANSFORMCONTROLSTRATEGYONSINGLEPHASEPVGRID-CON

2、NECTEDINVERTERCandidateName：NKUNDAYESUGloireSchoolorDepartment:SchoolofAutomationFacultyMentor:ProfLeiDongChair,ThesisCommittee：Prof.XiaozhongLiaoDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：ElectricalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDatedon：January，2015摘要本课题研究使用PR控制和DQ变化策略实现光伏并网

3、逆变器系统的设计及控制方法。课题介绍流租金推出的比例谐振控制器和相关的并网逆变器控制的使用性还提出基于DQ变换的单相有功和无功功率的控制策略将单相电流转换成瞬时复矢量电流的基波分量转换成直流后，PI控制器便能够跟踪消除瞬间稳态误差，从而增加Pi控制器的精度和效率。此外，静态功率补偿控制策略将植入电压环，以补偿由滤波EMI、电容器产生的无用功功率使功率因数P接近于1.最后通过实验检验该方案的可行性和有效性。此论文还介绍用于耦合电感的光伏发电系统的单相并网逆变器为了增加光伏发电电池板的集成性以形成对立的嵌入式光伏模块。直流20V至40V经过耦合电感的升压电路且成功转化为交流220

4、V.这交流电是符合当地标准和需求，可以直接加入到使用交流电的设备或者将有效地把转化的交流电能并到电网。在此论文，将用PSIM软件仿真该方案的有效性。还要完成相应的硬件设计和实验，包括升压电路和逆变器电路和并网的实验此外，还将用静态或动态功率补充器的控制策略植入到电压环（外环）以补偿由EMI电容器消耗的无功功率，达到更高功率因数（PF）即接近于1.关键词：并网逆变器；耦合电感；双闭环；PR控制；单相DQ控制；单极性SPWM；PLL锁相IABSTRACTThisresearchintroducesaDESIGNandCONTROLofaPV-INVERTERGridconnect

5、edSystemusingaPRcontrolstrategyandaSinglephaseD-Qtransform.Itdescribesrecentlyintroducedproportional-resonantcontrollersandtheirsuitabilityforthecontrolofgrid-connectedconverters.ThePRcontrolalleviatestheshortcomingsofPIcontrollerovergrid-connectedcurrent;thisresultsinhighefficiencyoftheVol

6、tageloopcontroller(Thereferencesignaltothecurrentloopwillbemuchmoreaccurate).Acontrolstrategyofsingle-phaseactivepowerandreactivepowerusingad-qtransformationisalsoproposed.Thisd-qtransformationisimplementedbyusingmathematicalprinciplessuchastheHilberttransform,bywhichtheinstantaneoussingle-

7、phasecurrentisconvertedintocomplexvectors(analyticsignals)onaninstantaneousbasis.SincethefundamentalcomponentofcurrentisconvertedintoDCvalues,theProportionalIntegratorControllerwillbeabletotrackandeliminatethesteadystateerrorinstantaneously;thiswillincre