單相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)控制技術(shù)的研究.pdf

1、隨著能源和環(huán)境問題的日益嚴峻，風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等新型可再生能源因其具有不消耗化學(xué)能源、資源儲備近乎無限、不污染環(huán)境等優(yōu)勢受到世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。目前，并網(wǎng)逆變器因其在整個與電網(wǎng)相連的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的所起到的重要作用逐漸成為國內(nèi)外學(xué)者研究的重心。課題對單相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中的控制方式、電網(wǎng)信息同步算法等關(guān)鍵技術(shù)進行了深入探索與分析，以期提高并網(wǎng)逆變器在整個系統(tǒng)中所表現(xiàn)出來的綜合性能。
　　首先，本課題分析了并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的具體原理和工

2、作流程，在研究現(xiàn)有控制方案的基礎(chǔ)上提出基于數(shù)字式的固定開關(guān)周期的電流滯環(huán)控制算法，對其工作機理進行了詳細闡述并推導(dǎo)了開關(guān)周期和電流紋波隨電網(wǎng)相角的分布規(guī)律。進一步提出基于數(shù)字式變采樣周期的固定開關(guān)周期的電流控制方案，以提高系統(tǒng)的整體運行性能，并以所獲得的理論分析結(jié)果為基礎(chǔ)獲得了采樣周期的在線調(diào)整依據(jù)。
　　其次，對傳統(tǒng)增強型鎖相環(huán)的工作原理及其在非理想電網(wǎng)條件下的工作特性進行詳細的理論分析，針對傳統(tǒng)鎖相環(huán)在電網(wǎng)含有諧波和因模擬器件

3、的非線性等原因造成采集到的數(shù)據(jù)發(fā)生直流偏移時無法準確鎖定電網(wǎng)信息的問題，提出基于延時移相相減和戈策爾濾波器的增強型鎖相環(huán)算法，以實現(xiàn)在非理想電網(wǎng)條件下電網(wǎng)基波中相角、頻率和幅值的準確在線估計，以提高系統(tǒng)對電網(wǎng)擾動和畸變的魯棒性。
　　再次，在對課題所提出的基于數(shù)字式變采樣周期的固定開關(guān)周期的電流滯環(huán)控制方法和基于延時移相相減和戈策爾濾波的增強型鎖相環(huán)算法的研究之上，獲得了整個系統(tǒng)設(shè)計的總體方案，利用Matlab軟件中的Simuli

4、nk模塊來構(gòu)造基于數(shù)字式變采樣周期的準固定開關(guān)周期的電流滯環(huán)控制方法和基于混合濾波的增強型鎖相環(huán)算法的系統(tǒng)仿真方案，對所提出的數(shù)字式電流滯環(huán)控制方法、鎖相環(huán)算法及系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)進行了詳細的仿真驗證。
　　最后，以數(shù)字式信號處理芯片中的TMS320F28335為控制主體，構(gòu)造了全數(shù)字化單相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)終端平臺，給出了系統(tǒng)關(guān)鍵器件參數(shù)的詳細設(shè)計方案以及軟件程序的流程，對所提出的數(shù)字式電流滯環(huán)控制方案、基于混合濾波的增強型鎖相環(huán)算法以及整