电流控制两态调制逆变器的研究.ppt

题目：电流控制两态调制逆变器的研究 设计姓名： 徐海鹰 专业：电气工程及自动化 光伏并网发电能有效的利用清洁的太阳能资源，并将其高效馈网。到2007年年底，全国光伏系统的累计装机容量达到100MW，并已初步建立起从原材料生产到光伏系统建设等多个环节组成的完整产业链，呈现出一片繁荣景象。 本设计针对光伏并网过程中的直流升压、SPWM波形产生、同步锁相、逆变并网动态过程、研究了基于电网特点的FIR数字滤波、交流采样和稳定直流母线电压的数字PID控制器等技术提出了相应的控制策略并进行Simulink动态仿真，研究工作对光伏并网逆变系统实验与设计理论上具有一定指导作用。同时采用基于模型嵌入式的设计理念，通过使用Matlab提供的Embedded Target for TI C2000 以及DSPTexas Instruments Express 工具建立Simulink模型。进一步利用CCSLink调用第三方编译软件CCS，通过实时工作站（real-time workshop）和TI开发工具将Simulink模型转换为实时C代码，Embedded Target for TI C2000 DSP提供了Matlab和Simulink与Texas Instruments Express 工具、TI C2000 DSP集成在一起进行系统开发的手段。通过实时工作站（real-time workshop）和TI的开发工具将Simulink模型转换变成为实时C代码。 课题的任务、目的与意义 这种基于模型的嵌入式设计技术，能够自动产生高效的程序代码。相比传统的设计方法：不需要设计者熟练掌握DSP内部复杂的寄存器的位设置，免除手写程序代码及验证的繁琐；有助于工程师进行系统级设计，并解决设计中存在的问题，可显著地简化并缩短基于C2000处理器的系统设计过程，使工程师可以更专注于优化控制算法的开发。本文最终给出了低压的模拟样机，具有结构简单、价格低廉等优点。能方便的对所研究和制定的控制策略进行验证。实验表明采用代码自动生成技术极大地加快了单相桥式逆变器系统的开发进程。运行测试证实：自动生成代码的可靠性和效率完全可以得到保证。这充分地展现了一体化系统设计方法在电力电子装置中应用的光明前景。 第一章 绪论 1.前言 1.11.1逆变并网器分类与发展 随着微电子与信息技术的发展，应用速度快速发展。对电源品质的要求越来越苛刻。但在某种程度上全世界均面临电力供应不足或不稳定的威胁，由于公共电网无法保证提供高品质的稳定电源，而逆变并网器能够根据电网情况，动态调节有功无功，因此逆变并网器将成为电力系统不可或缺的设备[1]。 逆变器主要分两类，一类是方波逆变器，另一类是正弦波逆变器。方波逆变器输出的则是质量较差的方波交流电，其正向最大值到负向最大值几乎在同时产生，这样，对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。同时，其负载能力差，仅为额定负载的40－60％，不能带感性负载。如所带的负载过大，方波电流中包含的三次谐波成分将使流入负载中的容性电流增大，严重时会损坏负载的电源滤波电容。针对上述缺点，近年来出现了准正弦波（或称改良正弦波、修正正弦波、模拟正弦波等等）逆变器，其输出波形从正向最大值到负向最大值之间有一个时间间隔，使用效果有所改善，但准正弦波的波形仍然是由折线组成，属于方波范畴，连续性不好。正弦波逆变器输出的是同我们日常使用的电网一样甚至更好的正弦波交流电，因为它不存在电网中的电磁污染。总括来说，正弦波逆变器提供高质量的交流电，能够带动任何种类的负载，但技术要求和成本均高。方波逆变器的制作采用简易的多谐振荡器，其技术属于50年代的水平，将逐渐退出市场。 微电子技术的发展为逆变技术的实用化创造了平台，传统的逆变技术需要通过许多的分立元件或模拟集成电路加以完成，然而随着逆变技术复杂程度的增加，所需处理的信息量越来越大，而微处理器的诞生正好满足了逆变技术的发展要求，从8位的带有PWM口的微处理器到16位单片机，发展到今天的32位DSP器件，使先进的控制技术如矢量控制技术、多电平变换技术、重复控制、模糊逻辑控制等先进的控制算法在逆变领域得到了较好的应用。 总之，逆变技术的发展是随着电力电子技术、微电子技术和现代控制理论的发展而发展，进入二十一世纪，逆变技术正向着频率更高、功率更大、效率更高、体积更小的方向发展[2]。为此本设计方案采用DC-DC-AC结构能有效提高效率、同时由于采用高频直流升压技术使逆变并网器体积更小，安全性能大大提高；并针对动态系统的试验问题提出了利用Simulink的参数估计功能，使理论模型根据实验数据进行数值参数估计，从而达到理论模型充分接近实际实验环境；同时应用SPWM技术降低对电网的谐波污染到最低