具有APF功能的三相并网逆变器的研究

作     者：程蕾萌 

作者单位：湖北工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨桦

授予年度：2014年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：三相并网逆变器 APF ip-iq检测 滞环SVPWM控制 

摘      要：近年来，随着全世界对能源的需求也相应的日益增长，太阳能光伏并网发电以其独特的优越性而受到广泛关注。与此同时，电网中非线性、冲击性负荷不断涌现，降低了电能质量，传统无源滤波早已无法满足，有源电力滤波器APF应运而生。利用光伏并网逆变器与并联型有源电力滤波器在电路结构上的相似性，在同一套装置上实现光伏并网发电与有源滤波的有效融合，不仅扩展了并网逆变系统的功能，而且也提高了系统设备的利用率。 针对光伏并网逆变器逆变并网过程中的无功和谐波问题，做了以下研究： 第一，对光伏并网发电系统和并联型APF这两种装置在主要拓扑结构、工作原理、控制方法和使用功能等多方面进行了对比分析，得到了在同一套逆变电源设备上实现光伏发电和有源滤波的理论支持，在此基础上得到了系统的设计方案，并对各个元器件参数进行了设计。 第二，在电流检测环节中，对基于瞬时无功功率理论的ip-iq检测法进行适当的改进，实现对被测电流中的无功和谐波分量的有效提取和分离。 第三，在电流合成环节中，考虑逆变器输出电流的并网功率因数标准，并且兼顾输出指令电流超过额定值的情况，对无功和谐波电流的指令值进行进一步的控制，确保系统安全稳定的运行。 第四，在电流跟踪控制环节上，结合滞环比较技术和电压空间矢量技术两者的优势，采用滞环SVPWM电流控制策略，通过电压空间矢量的实时切换输出最优电压矢量控制逆变器的开关管的通断，限制电流误差在一个给定的范围内，实现快速精确的输出无功与谐波的指令合成电流，降低了开关频率，提高了系统的效率。 最后，在MATLAB/Simulink环境下对系统进行建模和仿真，对系统的可行性与快速性进行验证。