光伏逆变并网控制系统的研究和实现.pdf

分类号密级 UDC 注1 学位论文光伏逆变并网控制系统研究与实现(题名和副题名) 郑晓刚(作者姓名) 指导教师程玉华副教授电子科技大学成都(姓名、职称、单位名称) 申请学位级别硕士学科专业检测技术与自动化装置提交论文日期2014年 4月论文答辩日期 2014年 5月学位授予单位和日期电子科技大学 2014年 6月 28日答辩委员会主席评阅人注 1:注明《国际十进分类法 UDC》的类号。 RESEACH AND IMPLEMENTATIONOF PV WORK CONTROL SYSTEM Master Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China Major:Detection Technology and Automatic Engineering Author: Zheng Xiaogang Advisor: Prof. Cheng Yuhua School: School of Automation Engineering 独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名: 日期: 年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘, 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 作者签名: 导师签名: 日期: 年月摘要 I 摘要近年来,随着世界能源危机的加剧,环境日益恶化,新能源的发展和利用受到各国政府的高度关注,新能源技术的研究备受各国专家关注。光伏逆变器作为利用新能源的一种重要分布式发电形式,微电网的重要组成部分,其并网控制系统研究受到广泛关注。本文以三相光伏逆变的并网控制系统作为设计对象,以提高并网控制系统的稳定性,动态性能,稳态性能,提高输出并网输出电流质量等为目的,对并网控制系统进行研究和分析。首先,本文分析了光伏逆变器的并网原理,在并网原理的基础上,引入了 SVPWM(空间矢量脉宽调制)开关控制技术;详细阐述了 SVPWM开关控制技术的理论基础,并基于三相交流电流在三相电机中的合成磁动势等效原理,严密推导了三相交流电流以及三相交流电压从三相静止坐标系转换两相旋转坐标系的坐标变转化过程;研究了正弦参考电压由基本矢量合成方法,设计了扇区判断的索引值确定方法;简述了 SVPWM波的 DSP实现,实现了将对三相交流电流的控制转换为对直流电流的控制。其次,本文基于并网模型,在 SVPWM开关控制方法的基础上,对系统进行建模分析。针对由坐标变换引起的有功电流和无功电流耦合的现象,本文引入了系统前馈解耦设计方法,消除了耦合,减小了系统控制难度;对电网电压扰动进了前馈补偿设计,消除了其对系统稳态误差的影响;引入 PI前向串联设计,分析了 PI参数对系统调节的原理。然后,本文对并网控制系统的稳态性,动态性能和稳定性能进行了分析,对比了 PI参数变化、系统硬件参数变化对系统性能的影响;由于仅采用 PI控制器设计的控制系统在理论上无法完全消除系统稳态误差,引入了重复控制器;在分析重复控制器的基础上,根据系统需要,改进了重复控制器结构;设计了重复控制和 PI控制相结合的控制系统。最后,本文构建了控制系统的 MATLAB仿真模型,验证了该系统各模块功能的正确性;同时在硬件平台上对本文设计的控制系统进行了对比实验测试。测试结果显示系统在满功率 1500W工作时,功率因素为 ,输出电能的谐波因数为 %。测试结果表明本设计对并网电流的控制效果良好,精度高。关键字:并网控制, SVPWM,系统解耦,扰动补偿, PI控制,重复控制 ABSTRACT II ABSTRACT In recent years, development and optimized utilization of new energy has aroused great attention around the world with the worsening of the world energy inverter is a significant distributed generati