基于直接能量控制的DC-AC变换器控制策略研究

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：：编号工学硕士学位论文基于直接能量控制的ＤＣ－ＡＣ变换器控制策略研究硕士研宄生：王云鹏指导教师：张强教授学科、专业：电气工程论文主审人：姚绪梁教授哈尔滨工程大学２０１８年３月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于直接能量控制的DC-AC变换器控制策略研究硕士研究生：王云鹏指导教师：张强教授学位级别：工学硕士学科、专业：电气工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2018年01月论文答辩日期：2018年03月学位

2、授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngResearchonDC-ACInverterControlStrategyBasedonDirectEnergyControlCandidate:WangYunpengSupervisor:Prof.ZhangQiangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ElectricalEngineering

3、DateofSubmission:January,2018DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity摘要DC-AC变换技术，也称为逆变技术，是将直流电（DirectCurrent）转变为交流电（AlternatingCurrent）的一项技术。随着天然气、煤炭、石油等传统基础能源被大量使用，人们逐渐意识到传统能源终究会被消耗殆尽，随之人们将注意力转向至新能源方向，如何利用和开发新能源逐渐成为人们的关注点

4、。将获得的新能源从直流的电能转换为恒定电压恒定频率的交流电，进而并网发电，整个过程当中，DC-AC变换技术在新能源的利用以及开发领域起到了非常关键的作用。论文首先选择两种常用的DC-AC变换调制技术，正弦脉冲宽度调制（SPWM）和空间电压矢量脉冲宽度调制（SVPWM），这两种调制技术被大量的应用于当前的逆变技术当中，配合以PI控制器和电压电流双闭环，实现整套闭环控制。本文从原理上对两种调制方式进行分析，通过分析结果搭建相应的仿真实验平台，选择在MATLAB/SIMULINK中搭建了基于PI控制器的S

5、PWM三相DC-AC变换仿真系统和基于PI控制器的SVPWM三相DC-AC变换仿真系统，并进行了一系列稳态动态实验用来比较两种调制方式，验证两种调制方式的可行性和动态稳态特型。在SPWM调制和SVPWM调制实验的基础上进行能量分析，建立DC-AC变换的能量流动方程。根据两种调制方式在性能上的一些不足，提出了基于直接能量控制的DC-AC变换技术。具备一定相位，频率，幅值的输出电压所代表的能量也是一定的，以能量为系统内唯一控制目标，不使用PI控制器以避免其滞后性所带来的稳态动态效果影响，相关理论建立后进

6、行仿真搭建工作。在MATLAB/SIMULINK中搭建了基于直接能量控制的DC-AC变换系统。经过MATLAB调试仿真，验证了基于直接能量控制的DC-AC变换系统设计思路的可行性和正确性。同时进行了基于直接能量控制的DC-AC变换系统稳态动态特性的相应实验分析，通过对比分析了基于直接能量控制的DC-AC变换技术的优点和不足。在完成基于直接能量控制的DC-AC变换系统总体方案的前提下，论文设计了基于DSP的控制系统并编写了基于直接能量控制的DC-AC变换系统程序。然后，论文对基于直接能量控制的DC-A

7、C变换系统进行了稳态以及动态性能的测试。与SVPWM的对比实验显示了直接能量控制在动态过程中更加优秀的性能，实验结果证明了基于直接能量控制的DC-AC变换系统的正确性和可行性。关键词：DC-AC变换；能量控制；动态分析ABSTRACTDC-ACtransformationtechnology,alsoknownasinvertertechnology,istheDC(DirectCurrent)intotheAC(AlternatingCurrent)ofatechnology.Asnaturalg

8、as,coal,petroleumandothertraditionalbasedenergyusedbyalotofpeoplecometorealizethatthetraditionalenergywilleventuallybeexhausted,thenpeoplewillattentiontothedirectionofnewenergy,howtouseanddevelopmentofnewenergybecomethefocusofpeople.Wil