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电气工程及其自动化专业光伏单相逆变器并网控制技术研究 开题报告 文献综述 外文翻译

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附录1

毕业论文开题报告

课题名称: 单相逆变器并网技术研究 学院(系): 电气工程及其自动化 年级专业: 应用电子 学生姓名: 指导教师: 完成日期:

一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义

在环境污染严重以及能源日益紧缺的今天,开发和利用可再生绿色能源已经成为人类的迫切需要.伴随着世界范围内开发利用可再生能源的热潮,很多国家都纷纷研发了光伏发电、风力发电等可再生能源并网发电系统。人们对可再生能源并网发电的技术进行了大量的研究,并使得该技术得到了迅速的发展和应用。太阳能作为可再生能源之一,在近些年来引起了世各国政府和能源专家的高度重视,光伏并网发电技术已经成为研究的焦点。

目前广泛应用于可再生能源回馈电网系统中的方案是;首先将可再生能源转化成电能的形式,然后将电能调节成满足正弦波脉宽调制SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)全桥逆变器需要的直流电压,最后经SPWM全桥逆变器将可再生能源回馈给交流电网。在整个系统中最主要的环节就是逆变器,它采用的是SPWM逆变技术。在理论和实践上,这种方案能够满足可再生能源回馈电网的要求,但由于该方案使用了同步、锁相(PLL)、 SPWM脉冲发生器、低通滤波等诸多模拟环节,而且控制方法比较落后,因此使得并网逆变装置的控制繁琐,电路复杂,可靠性低,硬件成本高,并网效果不是十分理想,产品价格昂贵,应用得到限制。

但是,随着世界各国对可再生能源开发重视程度的不断提高,针对并网逆变器的技术研究也越来越多,人们针对以往控制技术的不足,纷纷提出了很多的研究方向,其大体可以分为以下几个方向:

1.并网逆变器的拓扑分类及控制方法的研究。 2.逆变器并网控制技术的研究。 3.多台并网逆变器并联技术的研究。 4.逆变器并网滤波器设计的研究。

本课题的选择就是基于上述各个方面,考虑现实情况的结果。根据目前所拥有的一切条件,只是对逆变器并网控制技术和逆变器并网滤波器设计这两方面进行研究。

二、研究的基本内容,拟解决的主要问题

1、逆变电源并网工作的研究

2、滤波器在电路中的作用 3、并网控制方法的研究

4、采用LCL滤波器的并网过程仿真研究

并网逆变器作为光伏发电系统和电网接口设备,其控制技术最为重要。并网逆变器的控制对象是并网逆变器的输出电流。通过控制逆变器输电流可以使逆变器以单位功率因数向电网供电,或对电网进行无功补偿口。在逆变器并网控制技术上提出了以下几个方面的问题:

(1)并网逆变器的控制模式。

(2)逆变器输出并网电流的控制方法。 (3)并网电流闭环控制系统数学模型 (4)电网电压前馈补偿控制 (5)异步变频锁相算法 (6)预测算法

逆变器并网滤波器设计的研究

并网逆变器在工作时有电压控制和电流控制两种工作模式。在电压控制模式下,逆变输出滤波器通常由电感L和电容C构成,它们影响到输出的动态响应。在电流控制模式下,会选用L或LCL的结构,主要由电感元件决定输出的动态响应。逆变器作为电压源独立运行时,滤波器应通常采用LC结构逆变器,作为电流源并网时,则可以直接通过LLC或者LCL和电网相联。现在更多的研究和产品选择LCL结构,采用LCL的结构比LC结构有更好的衰减特性,对高频分量呈高阻态,抑止电流谐波,并且同电网串联的电感L还可以起到抑止冲击电流的作用。所以主要问题就是进行滤波器参数的选定

三、研究步骤、方法及措施

1 对单相逆变并网系统的原理的掌握 ,以及设计好系统机构拓扑。 2 建立单相逆变并网系统平台,建立系统模型。 3 采用电流闭环控制方法,完成系统控制器的设计 4 采用LCL滤波器,完成参数设计 5 系统稳定性及可靠性分析

6 对系统输出的并网电压波形进行仿真 四、研究工作进度

1-3 周 查阅相关的中文资料,熟悉控制方法的工作原理,翻译一篇

英文资料。

4-8 周 主电路的确定,参数设计。 9-10 周 控制方案的确定,控制电路的设计。 11-14周 系统仿真研究。 15-18周 撰写论文,答辩。 五、主要参考文献

【1】林渭勋 现代电力电子技术 [M]北京:机械工业出版社,2006 【2】三相电压型整流器的LCL滤波器分析与设计 电力电子 【3】新能源并网发电的控制研究 电力系统保护与控制

【4】董密,罗安.光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法.电

力系统自动化,2006,30(20):97—102.

【5】顾和荣,杨子龙,邬伟扬.并网逆变器输出电流滞环跟踪控制技术研

究[J].中国电机工程学报,2006,26(9):

【6】赵清林,郭小强,邬伟扬. 单相逆变器并网控制技术研究 中国电机

工程学报,2007,16(27)

【7】赵为,余世杰,沈玉梁,等.光伏并网发电系统的控制方法[J】.电

工技术,2002,(3):12—13.

【8】粟时平,李圣恰.并联有源滤波器的最优电压滞环电流控制[J】.电

力自动化设备,2002,22(4):14—17

【9】H0ng-Seok Song,R09er KeiJ,Peter Mutscer,et a1.AdVanced control

scheme for a sing1e-phase PWM rectifier in traction aplications[C].IEEE 38th IAS AnnuaI meeting,SaIt Lake City,USA,2003..

【10】戴朝波,林海雪.电压源型逆变器三角载波电流控制新方法[J].中

国电机工程学报,2002,22(2):99—102.

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