基于FPGA的光伏并購逆變器的SVPWM控制方法研究與設計.pdf

1、隨著社會經濟的快速發(fā)展，傳統(tǒng)非可再生能源日益枯竭及其對環(huán)境造成的危害日益加深，人們對綠色新能源的開發(fā)越來越重視。太陽能作為清潔、無污染的可再生能源應用越來越廣泛，而光伏并網發(fā)電作為太陽能開發(fā)和利用的重要形式之一，也取得了快速發(fā)展。本文通過對光伏并網逆變器的主電路拓撲結構的分析，主要開展了以SVPWM調制方法為基礎的三相光伏并網逆變器的研究。首先完成了SVPWM算法的軟核設計。其次，在傳統(tǒng)PI控制的基礎上，提出了重復控制與PI控制相結合的

2、復合控制策略，使并網逆變器輸出的電流與電網電壓同頻同相、而且諧波分量少。本文的主要工作主要包括以下幾方面:
　　首先，本論文分析了光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的主電路拓撲結構，介紹了隔離型光伏并網逆變器和非隔離型光伏并網逆變器，同時分析了三相光伏并網逆變器的幾種常見主電路拓撲結構，并詳細研究了三相全橋式逆變電路的工作原理、空間矢量的合成方法。
　　其次，分析了單極性SPWM控制技術和雙極性SPWM控制技術，介紹了SVPWM調制技術的原理

3、，并推導了SVPWM調制技術實現(xiàn)的工程算法。通過對SPWM調制和SVPWM調制兩種調制方法的對比分析，選擇了SVPWM調制作為三相光伏并網逆變器的調制方法。
　　第三，為了保證光伏并網逆變器高效、穩(wěn)定的工作，將三相光伏并網逆變器輸出的電流通過同步旋轉坐標轉換到兩相靜止坐標下，然后采用前饋解耦的PI控制策略對光伏并網逆變器系統(tǒng)進行了設計，并使用SIMULINK軟件對PI控制系統(tǒng)進行仿真，結果表明:系統(tǒng)實現(xiàn)了并網逆變器輸出電流的無靜差

4、控制。同時提出了重復控制與PI控制相結合的復合控制策略，有效地降低了死區(qū)等周期性干擾性信號的影響，提高了逆變器輸出電流的波形質量。
　　最后，根據(jù)SVPWM調制技術的原理，采用EP2C8Q208CSN的FPGA芯片實現(xiàn)了空間矢量算法SVPWM的軟核設計。SVPWM的軟核系統(tǒng)主要包括DDS正弦信號發(fā)生器模塊、扇區(qū)判別模塊、三角波比較器模塊、PWM生成模塊、死區(qū)延時模塊。通過對系統(tǒng)的各子模塊和整個系統(tǒng)的仿真分析，驗證了系統(tǒng)設計的合理性