三相光伏并网逆变器及控制系统的设计
三相光伏并网逆变器控制策略
01 引言
03 结论
目录
02 正文
引言
随着全球能源危机的加剧和环境问题的日益突出，可再生能源的开发与利用逐 渐成为人们的焦点。太阳能作为一种清洁、无限可用的能源，具有巨大的发展 潜力。三相光伏并网逆变器作为太阳能并网系统的重要部件，其控制策略对于 提高整个系统的性能和稳定性具有举足轻重的作用。本次演示将围绕三相光伏 并网逆变器的控制策略进行阐述，以期为相关领域的研究与实践提供有益的参 考。
4、实现方法
在实现三相光伏并网逆变器的控制策略时，需要结合实际应用场景和具体设备 进行选择和调整。首先，需要选择合适的控制环路和开关器件调制方法。其次， 需要根据系统的特点和需求，对控制策略进行优化和改进。此外，还需要进行 仿真和实验验证，以确保控制策略的有效性和器为例，采用间接电流控制策略的系统稳态运 行性能较直接电流控制策略更为优越。但在动态性能方面，预测电流控制策略 表现更为出色。因此，在实际应用中，可以根据具体需求和场景，结合多种控 制策略的优势，设计出一种混合控制策略，以实现三相光伏并网逆变器的最佳 性能。
3、控制策略
3.1直接电流控制
直接电流控制是一种常见的三相光伏并网逆变器控制策略。该策略通过直接控 制并网电流的幅值和相位，来实现逆变器的并网运行。这种控制策略具有实现 简单、易于数字化的优点。然而，由于其控制系统较为复杂，且易受电网电压 波动的影响，因此需要引入电流反馈和电压前馈等环节以提升系统性能。
结论
三相光伏并网逆变器的控制策略是提高整个并网系统性能的关键。本次演示对 三相光伏并网逆变器的控制策略进行了详细的分析和比较，介绍了直接电流控 制、间接电流控制和预测电流控制等多种策略的原理、优缺点及实现方法。通 过实际案例的分析，表明不同的控制策略在不同的场景下可能会表现出不同的 优势。因此，在实际应用中，需要根据具体的需求和条件选择和设计合适的控 制策略。
光伏逆变器控制系统设计与实现
光伏逆变器控制系统设计与实现光伏逆变器是太阳能发电系统中的核心部件，其作用是将太阳能电池板发出的直流电转换为交流电以供给家庭和企业使用。
而光伏逆变器的控制系统设计与实现则是保障光伏逆变器正常工作的关键。
一、控制系统设计1.硬件设计硬件设计是光伏逆变器控制系统设计的第一步。
整个系统的硬件设计要包括电路和元器件的选择、电源系统的设计和保护电路的设计。
在元器件的选择上，要选择宽温度范围、高精度、高可靠性、长寿命的器件。
电源系统设计要保证电源的可靠性和稳定性，电源保护电路要完善，以防止电源的瞬态和连续波动对整个系统的损害。
2.软件设计软件设计是光伏逆变器控制系统设计的关键步骤。
软件设计要涵盖系统的控制算法设计和程序的编写。
系统的控制算法设计是根据光伏逆变器的工作原理进行的，其主要是实现太阳能电池板发出的直流电转换为交流电的过程，并且保证交流电的稳定输出。
程序的编写则是依据控制算法设计，使用嵌入式系统开发工具进行编写。
在编写过程中，要注意程序的稳定性和适应性，以适应不同环境下的控制条件。
二、控制系统实现控制系统实现是指在硬件和软件都设计完成后，将其组装成成品的过程。
其主要包括硬件系统的搭建和软件程序的烧录。
在硬件系统的搭建过程中，一定要注意元器件的安装顺序和正确性，以避免元器件之间出现短路或失效等问题，影响整体的工作效率。
在软件程序的烧录过程中，要严格按照程序的编写进行烧录，且要采用较为安全的烧录方式，以不影响程序的正确性和稳定性。
三、控制系统的测试在光伏逆变器控制系统完成后，需要对其进行测试，以保证系统的稳定性和安全性。
测试包括初测和试运行。
初测主要是对系统硬件的各项指标进行测试，包括电源电压、交流电输出等指标；试运行则是对软件程序进行功能测试和质量测试。
通过测试，可以发现系统中存在的问题和缺陷，并及时对其进行修复和调整，以保证系统的正常运行和使用寿命。
结语光伏逆变器控制系统的设计与实现是光伏逆变器系统中至关重要的组成部分。
三相光伏并网发电系统的设计与控制
变器作进一步分析。 首先从单相 LCL 滤波器可以推得并网输出 电流 I 2 同逆变桥输出 V 以及电网电压 U S 的关 系为：
I= 1 L1 L2 C f s + L2C f Rs 2 + ( L1 + L2 ) s + R L1C f s 2 + C f Rs + 1 L1 L2 C f s 3 + L2C f Rs 2 + ( L1 + L2 ) s + R
1 L 1 0 + 0 0 0 0
0 1 L1 0 0 0 0
0 0 1 − L2 0 0 0
0 0 Vα V 0 β U sα 1 U − sβ L2 0 0
所以，采用状态反馈后的系统状态方程为：
I i ( k + 1) −0.0976 0.4602 −0.102 I i ( k ) I u (k + 1) = 0.1062 0.8602 0.0845 I u (k ) V (k + 1) 1.4621 −2.558 0.6604 V ( k ) c c 0.0171 −0.0009 V (k ) + 0.0009 −0.09 0.0294 0.1625 U u (k )
经过离散化后可得在 Z 域下系统的理想极点为：
Z1、 2 = 0.6009 ± 0.3305i Z 3 = 0.2212
利用状态反馈计算方法，可得状态反馈系数为：
(4)
K1 = 61.8645 K 2 = −25.1918 K = 5.0218 3
三相光伏并网逆变器电流控制器优化设计中文
三相光伏并网逆变器电流控制器优化设计中文随着太阳能光伏发电技术的发展和应用，三相光伏并网逆变器作为电能的转换装置，被广泛应用于光伏发电系统中。
光伏并网逆变器的核心任务是将太阳能光电转换系统中输出的直流电能转换为交流电能，并将其与电网进行同步并网。
而在光伏并网逆变器的运行过程中，电流控制是其中至关重要的一环。
电流控制器的性能优化能够提高逆变器的工作效率、改善逆变器的可靠性和稳定性，进而提高整个光伏发电系统的发电效率。
首先，光伏并网逆变器的电流控制器需要具备高精度的电流检测和控制能力。
在光伏发电系统中，电流的检测精度直接影响到逆变器的输出功率和效率。
因此，电流控制器需要采用高精度的电流传感器来实时检测光伏电池组的输出电流，并通过算法对其进行控制。
同时，电流控制器还需要具备良好的逆变和滞环控制能力，以保证逆变器的输出电流能够稳定控制在预设范围内。
其次，光伏并网逆变器的电流控制器需要具备快速的动态响应能力。
由于光伏发电系统中太阳能的辐射强度和太阳光的角度会随着时间和天气的变化而变化，因此电流控制器需要能够迅速调整逆变器的输出电流，以适应不同环境条件下的光伏发电系统的运行需求。
同时，电流控制器还需要具备良好的动态响应能力，能够在光伏电池组发生故障或变化时，迅速调整逆变器的输出电流，以保证光伏发电系统的安全稳定运行。
最后，光伏并网逆变器的电流控制器还需要具备良好的抗干扰能力。
由于光伏发电系统常常会受到电网的谐波污染和电力电子设备的电磁干扰，因此电流控制器需要能够在这些干扰环境下正常运行，不受干扰影响。
此外，电流控制器还需要具备过流保护和短路保护等功能，以保护光伏发电系统的安全运行。
为了实现光伏并网逆变器电流控制器的优化设计，可以采用现代控制理论和方法进行研究和设计。
例如，可以采用模糊控制、神经网络控制、自适应控制等方法，以提高电流控制器的控制性能和适应性。
同时，可以利用功率电子器件和传感器等新技术，提高电流控制器的检测和控制精度。
光伏发电并网逆变器设计及其控制实现
光伏发电并网逆变器设计及其控制实现光伏发电并网逆变器是一种将光伏电池组发出的直流电能转换为交流电能并与电网连接的装置。
它在光伏发电系统中起着重要的作用，能够将光伏电池组产生的直流电能转化为交流电能供电网使用，从而实现将太阳能转化为电能的目的。
本文将对光伏发电并网逆变器的设计原理及其控制实现进行详细介绍。
光伏发电并网逆变器的设计原理是将光伏电池组发出的直流电能经过逆变器的转换，变为符合电网要求的交流电能。
其主要功能包括功率调节、电网电压频率跟踪以及电网短路保护等。
在设计过程中，需要考虑逆变器的效率、可靠性以及控制精度等因素。
光伏发电并网逆变器的组成主要包括直流侧和交流侧两个部分。
直流侧主要由光伏电池组、直流输入滤波电路和直流侧逆变器构成。
交流侧主要由交流输出滤波电路、逆变桥和输出变压器构成。
在设计中，需要对每个部分进行设计和参数选择，以保证逆变器的正常运行。
光伏发电并网逆变器的控制实现主要包括两个方面：MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)控制和电网逆变控制。
MPPT控制是为了保证光伏电池组能够始终工作在最大功率点上，通过调整光伏电池组的工作电压和电流，以获得最大功率输出。
电网逆变控制是为了保证逆变器能够将直流电能转换为符合电网要求的交流电能，包括电压和频率的跟踪控制。
在MPPT控制方面，一般采用模拟控制和数字控制相结合的方式。
模拟控制主要通过比较光伏电池组输出电压和电流与最大功率点的关系，通过调整控制信号来实现。
数字控制是采用数字信号处理器（DSP）等处理器实现的，能够实时采集光伏电池组的输出电压和电流，并进行计算和调整。
在电网逆变控制方面，主要包括电网电压跟踪和频率控制两个方面。
电网电压跟踪是通过测量电网电压和逆变器输出电压的差值，并通过调整逆变器的控制信号来实现电网电压的稳定。
频率控制是通过测量电网频率和逆变器输出频率的差值，并通过调整逆变器的控制信号来实现电网频率的跟踪。
三相光伏并网逆变器的研究
三相光伏并网逆变器的研究一、本文概述随着全球能源结构的转型和可持续发展目标的推进，光伏发电作为清洁、可再生的能源形式，其重要性日益凸显。
三相光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心设备，其性能直接影响到光伏电能的转换效率和并网运行的稳定性。
因此，对三相光伏并网逆变器的研究具有重要的理论价值和现实意义。
本文旨在全面深入地研究三相光伏并网逆变器的关键技术、工作原理、控制策略以及并网性能优化等方面。
文章将介绍三相光伏并网逆变器的基本结构和功能，包括其主要组成部件和工作原理。
接着，将重点探讨三相光伏并网逆变器的控制策略，包括最大功率点跟踪（MPPT）技术、并网电流控制技术以及孤岛检测技术等。
文章还将分析三相光伏并网逆变器的并网性能优化方法，包括提高电能转换效率、降低谐波污染、增强并网稳定性等方面的研究。
通过本文的研究，旨在为三相光伏并网逆变器的设计、制造和应用提供理论支持和实践指导，推动光伏发电技术的进步和发展，为实现全球能源可持续发展做出贡献。
二、三相光伏并网逆变器的基本原理三相光伏并网逆变器是将光伏电池板产生的直流电能转换为符合电网要求的三相交流电能并直接馈送到电网的电力电子设备。
其基本原理涉及电能转换、功率控制、并网同步以及电能质量控制等多个方面。
光伏电池板在光照条件下产生直流电能，这个直流电压和电流随光照强度和环境温度的变化而变化。
三相光伏并网逆变器的主要任务是将这种不稳定的直流电能转换为稳定的三相交流电能。
在转换过程中，逆变器首先通过功率变换电路将直流电能转换为高频交流电能。
功率变换电路通常由多个开关管组成，通过控制开关管的通断，实现对直流电能的斩波和控制。
高频交流电能经过滤波电路滤波后，变为平滑的交流电能。
接着，逆变器通过并网控制电路实现与电网的同步，并将转换后的交流电能馈送到电网。
并网控制电路通过检测电网的电压和频率，控制逆变器的输出电压和频率与电网保持一致，从而实现并网。
三相光伏并网逆变器还具备电能质量控制功能。
光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法
相关研究综述
太阳能光伏并网发电系统是将太阳能转化为电能并直接接入电网的系统。近年 来，针对该系统的研究主要集中在提高效率、扩大规模、降低成本以及改善并 网控制策略等方面。已有的研究成果包括对光伏电池模型的改进、并网逆变器 的设计以及系统优化配置等。实验研究方面，研究者们通过构建不同规模的实 验系统对各种控制策略和优化方法进行了验证和比较。
逆变器的基本原理
逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置，其在光伏并网发电系统中起着重 要的作用。当太阳能电池板产生直流电时，逆变器将其转换为交流电，以便与 电网连接并进行电力交换。逆变器的主要组成部分包括整流器、逆变桥和滤波 器，其工作原理是基于半导体开关器件的开关动作来实现电流的逆变。
逆变器的设计方法
光伏并网发电系统中逆变器的设计与控 制方法
目录
01 引言
03 逆变器的设计方法
02 逆变器的基本原理 04 逆变器的控制方法
目录
05 逆变器的应用场景
07 参考内容
06 结论
引言
随着全球能源危机的加剧和环境问题的日益突出，光伏并网发电系统作为一种 清洁、可再生的能源形式，越来越受到人们的。逆变器作为光伏并网发电系统 的核心部件之一，其设计与控制方法对整个系统的性能和稳定性具有至关重要 的影响。本次演示将详细介绍逆变器的设计与控制方法在光伏并网发电系统中 的应用。
3、采用滤波技术：滤波技术是解决电磁兼容问题的重要手段之一。通过在系 统中加入滤波器，可以有效地滤除电网中的谐波和电磁噪声，提高系统的电磁 兼容性。
三、方法与技术
本次演示采用仿真和实验相结合的方法对光伏并网发电系统的电磁兼容性进行 研究。首先，利用仿真软件对不同因素引起的电磁干扰进行模拟分析，探讨其 传播途径和危害程度。同时，通过实验测试不同措施对提高系统电磁兼容性的 效果，为优化系统设计提供依据。
三相光伏并网逆变器电流控制器优化设计 中文
三相光伏并网逆变器电流控制器优化设计窦伟徐正国彭燕昌李晶许洪华（中国科学院电工研究所北京100080）摘要在光伏发电系统中，并网逆变器通常用来将高质量的电能馈入电网。
但是由于死区控制、电网扰动等因素的影响，逆变器馈入电网的电流中含有大量谐波成分。
由于带宽的限制，单纯的比例积分控制器不能有效地抑制谐波。
因此本文提出了一种由比例积分控制器（PI）和重复控制器（RC）并联构成的复合控制器以提高系统的谐波电流抑制能力。
本文建立了同步旋转坐标系下的逆变器动态模型并给出了控制器设计方法。
理论分析以及一台20kW 逆变器样机的实验结果证明了所提控制策略的可行性。
关键词：光伏并网逆变器PI 控制重复控制中图分类号：TM615；TM6441、简介作为一种新型发电方式，光伏发电系统正在迅速的成长。
在这个系统中，三相并网逆变器即图1所示，通常是用于电源转换和电网的连接[1]。
在光伏系统中，通常使用逆变器将电能馈入电网。
然后馈入电网电能的质量主要取决于逆变器的输出电流。
然而，许多因素都会影响逆变器的输出电流：开关死区[2]的影响，直流环节电压波动的影响以及电网扰动等。
为了满足高质量电流的需求，无源滤波器是消除谐波的一个好方法。
无源滤波器将会增加谐波的阻抗，因此，它可以有效地消除谐波成分。
但是，有这样的无源滤波器有很多缺点，例如其衰减是有限的，动态响应慢，规模大，成本高。
与无源滤波器相比，使用控制方法是一个消除谐波的更好选择[3-4]。
通过良好的设计，优良的衰减和快速的动态响应是可以实现的。
同时，所采用的控制方法也增加了成本。
为了提高并网逆变器的稳定跟踪精度，提出了一种将PI控制器和重复控制器相并联的复合电流控制方案。
PI控制器用来确保逆变器响应能力而重复控制器是用来消除输出电流谐波的，提高了系统的稳态性能。
理论分析以及一台20kW 逆变器样机的实验结果证明了所提控制策略的可行性。
2、系统建模一个光伏并网发电系统的典型拓扑结构如图1所示。
光伏发电三相并网逆变器的设计
TECHNOLOGY AND INFORMATION88 科学与信息化2023年6月下光伏发电三相并网逆变器的设计曾庆龙 常虎国网淮南市潘集区供电公司 安徽 淮南 232082摘 要 目前，在光伏发电行业中，并网逆变器的研究主要集中在硬件开发、电路控制算法等方面。
基于对近几年来的发展情况的搜集与研究,本文对电路控制算法和Matlab仿真进行深入探讨。
设计中的三相光伏并网逆变器主要由DC-DC直流变换电路和并网逆变电路构成。
前部分的DC-DC电路为多支路并联，各支路独立进行最大功率跟踪，满足了直流电压宽输入的要求，可用于各种各样的光伏产业系统；后部分的并网逆变电路采用SVPWM矢量控制进行逆变，提高电压利用率，减少电网的输入谐波。
本文在分析了三相光伏逆变器原理的基础上，利用Matlab进行仿真，观察整个系统的可行性及不同变量对输出电压的影响。
关键词 光伏发电；并网逆变器；最大功率点跟踪；SVPWMDesign of a Three-Phase Grid-Connected Inverter for Photovoltaic Power Generation Zeng Qing-long, Chang HuState Grid Huainan City Panji District Power Supply Company, Huainan 232082, Anhui Province, ChinaAbstract In the photovoltaic power generation industry, the current research on grid-connected inverters is mainly focused on hardware development and circuit control algorithms. Based on the collection and study of the developments in recent years, this paper provides an in-depth discussion of circuit control algorithms and Matlab simulation. The three-phase photovoltaic grid-connected inverter in the design mainly consists of a DC-DC direct current converter circuit and a grid-connected inverter circuit. The DC-DC circuit in the front part is a multi-branch parallel connection with each branch independently for maximum power tracking, which meets the requirement of wide input of direct current voltage and can be used in various photovoltaic industry systems; The grid-connected inverter circuit in the rear part is inverted using SVPWM vector control to improve voltage utilization rate and reduce input harmonics to the grid. In this paper, based on the analysis of the three-phase photovoltaic inverter principle, Matlab is used for simulation to observe the feasibility of the whole system and the effect of different variables on the output voltage.Key words photovoltaic power generation; grid-connected inverter; maximum power point tracking; SVPWM引言目前我国已初步建立起一套比较完善的太阳能与风能的协同与互补工作系统，而对于光伏并网逆变系统的控制试验则缺乏深入的探讨[1-2]。
三相光伏并网逆变器及其控制
三相光伏并网逆变器研发与智造专业：控制理论与控制工程在职研究生：张秀云（上海红申电气有限公司工程师）指导教师：刘一鸣（教授级高工）摘要光伏并网发电过程是将直流电变为交流电并将能量输送给电网，逆变器是太阳能电池和大电网连接的核心设备，它的稳定性和可靠性决定了输送电能的质量，为了提高发电质量，需要对系统的硬件和软件做深入的分析。
本文对这两个方面都做出了比较详细的数学推导，并进行了理论仿真，然后在此基础上搭建了硬件平台，对这些算法进行了初步的验证，给出了相应的实验结果。
首先，本文对光伏阵列的结构进行了分析，并搭建了阵列的仿真模型，从仿真模型的P—U曲线可以看出阵列存在最大输出功率，并在此基础之上就最大功率跟踪问题做出了深入思考，在传统的算法基础之上提出了一种算法，仿真表明该算法比传统算法具有更好地跟踪效果。
接着，本文对逆变器的拓扑结构做出了说明，并选择了单级式的拓扑结构作为本文研究对象。
对于L型和LCL型的滤波器结构而言，其数学模型是不同的，并网电流的控制算法也要做相应的改变。
对于电压型逆变器，本文采用直接电流控制，分别对滞环控制和三角波比较控制做出了分析。
特别地，对于LCL型滤波器在同步坐标系下因其复杂的解耦，本文引入了PR控制，搭建了matlab仿真对上述算法进行了仿真和对比分析。
最后，本文就L，LCL滤波器还有采样电路进行了理论计算，搭建了实验平台，用TMS320F2812做核心控制器对理论算法进行了初步的验证，给出了实验波形。
关键词：光伏并网发电最大功率点跟踪直接电流控制PR控制红申电气Three-phased Photovoltaic Grid-connected Inverter And ControlSpeciality: Control Theory and Control EngineeringName: Zhang Xiu yunSupervisor: Professor Wang XiaoleiAbstractThe photovoltaic power generation process is making the direct current to the alternating current and transmissing to the grid, the inverter is the core equipment of the connection between solar cells and grid, its stability and reliability determine the quality of the electrical energy transmission.In order to improve the quality of power generation, a in-depth analysis on hardware and software of the system have done. This paper have made a more detailed mathematical derivation and theoretical simulation on these two aspects, have also made a preliminary validation of these algorithms and given the corresponding experimental results on a hardware platform.First, this paper analyzes the structure of the photovoltaic array, then builds a simulation model of the PV array. The exist of maximum output power of the P-U curve can be seen from the simulation model, a deep thinking of the maximum power point tracking also have done on this basis, and proposes a new algorithm simulation shows that has a better tracking results compared with the traditional algorithm.Then, this paper describes the topology of the inverter, and selects single-stage topology as a research object. For L-and LCL-filter structure, the mathematical model is different, and the net current control algorithms also need to do the appropriate change. In this paper,direct current control is used on voltage source inverter, and respectively analysises hysteresis control and the triangle wave comparing control. In particular, because decoupling of the LCL type filter in the synchronous coordinate system is complicated, this paper introduces PR control, sets up a matlab simulation to simulate and give comparative analysis of the above algorithm.Finally, this paper gives theoretical calculations of the L-and LCL-filter and sampling circuit, builds an experimental platform using TMS320F2812 as core controller to do a preliminary validation of the theoretical algorithm, and gives the experimentalwaveforms.Key words：Grid-connected Photovoltaic Power；Maximum Power Point Tracking；Direct current control；PR control目录1.绪论 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2太阳能发展的最新动态 (1)1.3简述太阳能电池的分类 (1)1.4我国太阳能资源 (2)1.5太阳能光伏发电系统的其他应用 (2)1.6本文的所做的工作 (3)2.光伏阵列的电气特性 (4)2.1太阳能电池的基本原理 (4)2.2光伏阵列的建模和特性分析 (4)2.2.1 光伏阵列的数学模型 (4)2.2.2不同光照强度下光伏阵列的的I—U及P-U特性特征曲线 (6)2.2.3不同温度下光伏阵列的I—U及P-U特性特征曲线 (7)2.3最大功率点控制策略及仿真 (8)2.3.1固定电压法（C&T） (8)2.3.2扰动观测法（perturb&observe algorilhms, P&O） (8)2.3.3电导增量法（Incremental Conductance） (8)2.3.4 牛顿插值算法（Newton method） (9)2.4本章小结 (14)3.三相单级式光伏并网逆变器的控制策略 (15)3.1光伏并网逆变器电力质量技术要求 (15)3.2光伏并网逆变器拓扑结构 (15)3.2.1 并网逆变器拓扑结构分类 (15)3.2.2 本系统的拓扑结构以及分析 (16)3.3三相单级式光伏并网逆变器的工作原理 (19)3.3.1 三相半桥L型滤波器数学模型 (19)3.3.2三相半桥LCL型滤波器数学模型 (22)3.3.3 并网电流控制技术 (24)3.3.4并网逆变器算法的仿真及其分析 (25)3.4本章小结 (36)4.光伏并网逆变器主电路的搭建 (37)4.1霍尔传感器的使用 (37)4.2光伏并网逆变器采集部分的设计 (38)4.2.1 电压采样和电流采样调理 (38)4.2.2 用于捕获口的过零检测电路 (43)4.3IGBT驱动及保护电路的实现 (44)4.3.1 驱动电路 (44)4.3.2 过流、过压、过温及短路保护 (44)4.4本章小结 (46)5.基于DSP2812并网逆变器的实现 (47)5.1开环SPWM波的DSP实现 (47)5.2开环SVPWM波的DSP实现 (49)5.3定时滞环PWM波的DSP实现 (51)5.4DSP的AD采集的实现 (51)5.5关于锁相功能的思考与实现 (52)5.6数字PI控制器、PR控制器 (53)5.6.1数字PI控制器的DSP实现 (53)5.6.2数字PR控制器的DSP实现 (55)5.7实验结果 (56)5.8本章总结 (57)6.总结与展望 (58)6.1总结 (58)6.2展望 (58)参考文献 (59)附录：研究生阶段发表论文 ·············································错误!未定义书签。
基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器设计
基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器设计一、本文概述随着全球对可再生能源的需求不断增长，光伏技术作为清洁、可持续的能源形式之一，已在全球范围内得到广泛应用。
三相光伏并网逆变器作为光伏系统的核心设备，其性能直接影响到光伏系统的发电效率和电能质量。
电流控制器作为三相光伏并网逆变器的重要组成部分，对于实现光伏系统的高效、稳定运行具有关键作用。
因此，研究并设计高效的三相光伏并网逆变器电流控制器具有重要意义。
本文旨在探讨基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器的设计。
PI控制作为一种常用的线性控制方法，具有结构简单、稳定性好、调节速度快等优点，在电力电子领域得到了广泛应用。
本文将首先介绍三相光伏并网逆变器的基本原理和结构，然后详细阐述基于PI控制的电流控制器设计过程，包括控制策略的选择、控制器的参数设计以及稳定性分析等。
通过实验验证所设计的电流控制器的有效性，并对其性能进行评估。
通过本文的研究，旨在提供一种基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器的设计方法，为光伏系统的优化和升级提供理论支持和技术指导。
本文的研究成果也有助于推动光伏技术的进一步发展，为实现全球能源结构的绿色转型做出贡献。
二、光伏并网逆变器基本原理光伏并网逆变器是太阳能光伏发电系统中的关键设备，其作用是将光伏电池板产生的直流电能转换为交流电能，并与公共电网同步连接，实现电能的并网供电。
光伏并网逆变器的基本原理可以分为以下几个步骤。
光伏电池板的工作原理：光伏电池板利用光电效应，将太阳光能直接转换为直流电能。
当太阳光照射到光伏电池板表面时，光子与电池板中的半导体材料相互作用，导致电子从原子中逸出，形成光生电流。
直流-直流（DC-DC）变换器：由于光伏电池板输出的直流电压随着光照条件和温度的变化而变化，因此需要通过DC-DC变换器将其转换为稳定的直流电压。
常见的DC-DC变换器有升压型（Boost）、降压型（Buck）和升降压型（Buck-Boost）等。
三相光伏并网逆变器的设计
三相光伏并网逆变器的设计毕业设计开题报告1 选题的目的和意义随着社会生产的曰益发展，对能源的需求量在不断增长，全球范围内的能源危机也日益突出。
地球中的化石能源是有限的，总有一天会被消耗尽。
随着化石能源的减少，其价格也会提高，这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。
可再生能源是满足世界能源需求的一种重要资源，特别是对于我们这个人口大国来讲更加重要。
其中太阳能资源在我国非常丰富，其应用具有很好的前景。
光伏并网发电系统是通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，并通过并网逆变器将直流电变为与市电同频同相的交流电，并回馈电网。
存阳光充足时，太阳能发出的电可供使用，而不使用市网电；在阳光不充足或光伏发电量达不到使用量时，由控制部分自动调节，通过市网电给予补充。
此系统主要用于输电线路调峰电站以及屋顶光伏系统。
光伏并网发电系统的核心技术是并网逆变器，在本文中对于单相并网逆变器硬件进行了建摸及设计。
给出了硬件主回路并对各部分的功能进行了分析，同时选用Tl公司的DSP芯片TMs320F2812作为控制CPU，阐述了芯片特点及选择的原因。
并对并网逆变器的控制及软件实现进行了研究。
文中对于光伏电池的最大功率跟踪(MPPT)技术作了闸述并提出了针对本设计的实现方法。
最后对安全并网的相关问题进行了分析探讨。
2 本选题的国内外动向太阳能光伏并网发电始于20世纪80年代，由于光伏并网逆变器在并网发电中所起的核心作用，世界上主要的光伏系统生产商都推出了各自商用的并网逆变器产品。
这些并网逆变器在电路拓扑、控制方式、功率等级上都有其各自特点，其性能和效率也参差不齐。
目前在国内外市场上比较成功的商用光伏并网逆变器主要有以下几种：1．德国SMA公司的Sunny Boy系列光伏逆变器艾思玛太阳能技术股份公司(SMA SolarTechnology AG)是全球光伏逆变器第一大生产供应商，并引领着全球光伏领域的技术创新和发展。
该公司推出的Sunny Boy系列光伏组串逆变器是目前为止并网光伏发电站最成功的逆变器，市场份额高达60％。
正文 三相PWM光伏并网逆变器设计
摘要由于当今社会能源和环境问题的日益突出，太阳能能源作为可再生能源得到了广泛的研究和应用。
近些年来，光伏并网发电系统的研究越来越多地受到国家和社会的重视，光伏并网逆变器是光伏并网发电系统的核心组成部分，本文主要研究光伏电压型并网PWM逆变器的并网控制，光伏并网系统具有输出电流正弦化、功率因数可调等功能。
首先，本文对三相电压型并网PWM逆变器主电路拓扑结构、工作原理进行了详细分析, 结合实际系统参数设计通过simulink仿真软件对并网控制方法进行仿真验证，建立三相电压型并网PWM逆变器在静止、旋转坐标系下的数学模型，为系统的并网控制策略设计奠定了基在此基础上建础。
其次，分析了三相SPWM 技术应用于逆变器调制的优缺点，建立三相逆变器模型, 设计了 10kW的三相电压型并网PWM逆变器。
关键词：并网逆变器；三相；simulink仿真；SPWMAbstractDue to problem of energy and environment becoming looming large, the research and application of the solar,one kind of renewable energy, has arousedwidespread concern.In recent years, photovoltaic grid-connected power system research received more and more attention by the state and society.Photovoltaic grid-connected inverter is the core component of grid-connected photovoltaic systems. This paper mainly studies grid-connected control of photovoltaic grid voltage source PWM inverter.Photovoltaic grid-connected system is featured by sinusoidal current output, and the function of adjust power factor.The first of all，This paper makes a detailed analysis on the topology structure of Three-phase grid voltage type PWM inverter's main circuit and working bined with the actual system parameters, grid-connected control method is stimulation verified by simulink simulation software,mathematical models of invert under both the static and rotating coordinate system are established which lay the foundation for design of grid-connected control.The second，advantages and disadvantages from the technology that three-phase SPWM is applied in the inverter modulation are analyzed. Three-phase inverter model is established and simulation.And designed a10kW three-phase voltage source PWMinverter.Key words:grid-connectedinverter; three-phase; Simulink simulation; SPWM目录1 绪论 (1)1.1课题研究背景与意义 (1)1.2国内外研究状况 (1)1.3课题研究方法 (2)2 三相光伏并网逆变器的工作原理及控制策略分析 (3)2.1三相光伏并网逆变器的工作原理 (4)2.1.1三相光伏并网逆变器主电路拓扑结构的设计 (5)2.1.2逆变器显示及设置功能的设计 (5)2.2三相光伏并网逆变器的控制策略分析 (6)2.2.1三相光伏并网逆变器的并网原理 (6)2.3本章小结 (7)3SVPWM算法及系统Matlab仿真 (7)3.1SVPWM算法的原理及数学理论推导 (8)3.1.1PWM的定义，发展过程 (8)3.1.2SVPWM的调制原理 (9)3.2三相光伏并网逆变器的SVPWM算法分析 (10)3.2.1三相光伏并网逆变器等效电路分析 (11)3.2.2三相光伏并网逆变器的扇区划分依据 (12)3.3 三相光伏并网逆变系统的Matlab仿真 (13)3.3.1 三相光伏并网逆变系统的Simulink建模 (14)3.3.2三相光伏逆变系统的波形仿真 (14)4 三相光伏并网逆变系统的软件实现……………………………………………1绪论1.1 课题研究背景与意义社会文明不断发展的基础是能源,充足的能源供应为实施可持续发展提供了物质保障。
三相并网光伏发电系统的运行控制策略
三相并网光伏发电系统的运行控制策略光伏发电是利用太阳能发电的一种清洁能源，具有可再生、环保、分布式等特点。
为了实现光伏发电系统的高效稳定运行，需要运用合理的控制策略来调节系统的电压、频率和功率等参数。
本文将对进行探讨。
一、三相并网光伏发电系统的基本原理三相并网光伏发电系统由光伏电池阵列、逆变器、电网和负载组成。
光伏电池阵列负责将太阳能转化为直流电，逆变器则将直流电转换为交流电，并通过电网供给给负载及电网。
系统的运行控制策略主要包括对逆变器的控制和电网连接的实现。
二、逆变器的控制策略逆变器的控制策略决定了光伏发电系统的功率输出质量和稳定性。
常见的逆变器控制策略有以下几种：1. 基于电压的控制策略基于电压的控制策略是根据电网的电压变化来调节逆变器的输出功率。
当电网电压偏低时，逆变器会提高输出功率；当电网电压偏高时，逆变器会降低输出功率。
这种控制策略能够使光伏发电系统与电网保持良好的电压匹配，提高系统的稳定性。
2. 基于频率的控制策略基于频率的控制策略是根据电网的电频变化来调节逆变器的输出功率。
当电网电频偏低时，逆变器会减小输出功率；当电网电频偏高时，逆变器会增大输出功率。
这种控制策略能够使光伏发电系统与电网保持良好的频率匹配，提高系统的稳定性。
3. 基于功率因数的控制策略基于功率因数的控制策略是通过调节逆变器的功率因数来调节输出功率。
当电网功率因数较低时，逆变器会降低输出功率以提高功率因数；当电网功率因数较高时，逆变器会增加输出功率。
这种控制策略能够使光伏发电系统与电网保持良好的功率因数匹配，提高系统的稳定性。
三、电网连接实现的策略为了实现光伏发电系统与电网的连接，需要采用适当的电网连接实现策略。
常见的策略有以下几种：1. 直接并网直接并网是将逆变器的交流端口与电网直接连接，通过电网将光伏发电系统的电能供给给负载及电网。
这种策略简单易行，但对电网的影响比较大，需要经过严格的电网接入测试和认证。
2. 并网发电桥接并网发电桥接是在光伏发电系统与电网之间设置一个发电桥接装置，通过该装置将光伏发电系统的电能发给电网。
三相光伏并网逆变器的研制及并网控制策略研究的开题报告
三相光伏并网逆变器的研制及并网控制策略研究的开题报告1. 研究背景随着能源需求的增加和环境问题的日益突出，光伏发电系统已成为可再生能源领域的重要研究对象。
光伏发电系统包括光伏阵列和光伏逆变器两个部分，其中光伏逆变器是实现太阳能直流发电与交流电网连接的核心设备之一。
目前常见的光伏逆变器为单相逆变器，然而在大功率应用场景下，为实现更高的效率和可靠性，研究三相光伏并网逆变器是十分必要和迫切的。
另外，针对光伏并网逆变器的并网控制策略也是应对新能源电力系统日益增多、分布式发电不断增加的关键技术。
优秀并网控制策略能够提高光伏发电系统的输出功率，增强系统的可靠性以及提高系统响应速度。
2. 研究目标本研究目的是研制一款高效稳定的三相光伏并网逆变器，并研究相应的并网控制策略。
具体目标如下：（1）研制一款基于硬件控制器的三相光伏并网逆变器，实现高效、稳定的电力转换。
（2）针对光伏发电系统的特点，在建立三相逆变拓扑电路的基础上，优化控制算法，提高光伏逆变器的性能以及稳定性。
（3）针对并网控制问题，研究一种有效的控制策略，提高光伏发电系统的输出功率和响应速度，以及增强系统的可靠性。
3. 研究内容和方法（1）硬件设计：利用硬件控制器设计三相光伏并网逆变器电路，包括逆变器拓扑结构和控制电路。
（2）控制算法设计：在硬件基础上，根据光伏发电系统特点，设计合适的控制算法以保证逆变器的稳定运行。
（3）并网控制策略研究：研究并网控制问题，包括功率控制、电压、电流控制等方面，设计适应于光伏发电系统的并网控制策略。
（4）实验验证：通过实验验证所研制的三相光伏并网逆变器的稳定性和效能，以及并网控制策略的有效性。
4. 预期成果（1）研制一款高效、稳定的三相光伏并网逆变器。
（2）优化光伏发电系统控制算法，提高系统的性能和稳定性。
（3）设计一种适应于光伏发电系统的并网控制策略。
5. 研究意义本研究的成果对于提升光伏发电系统的性能和稳定性，提高系统的输出功率和响应速度，保障光伏发电的质量与稳定性，具有十分重要的意义。
正文三相PWM光伏并网逆变器设计
正文三相PWM光伏并网逆变器设计近年来，由于能源需求的增长和环境问题的日益严重，人们对可再生能源尤其是光伏能源的利用越来越关注。
而光伏并网逆变器作为光伏发电系统中的重要组成部分，起着将光伏电池板产生的直流电转换为交流电并注入电网中的作用。
本文将对三相PWM光伏并网逆变器的设计进行详细介绍。
首先，三相PWM光伏并网逆变器是基于电力电子技术和控制技术的研究成果，其主要组成部分包括输入端的光伏电池板、滤波器、逆变器、控制电路等。
整个系统的工作原理是将光伏电池板产生的直流电通过滤波器进行滤波处理，然后经过逆变器将直流电转换为交流电，并通过控制电路对逆变器的输出进行控制，最终将交流电输入到电网中。
在具体的设计过程中，首先需要进行逆变器的拓扑结构选择。
目前较为常用的逆变器拓扑结构有单相全桥拓扑、三相桥臂拓扑等。
在本文中，我们选择了三相桥臂拓扑结构，因其具有输出电流平稳、谐波较小等优点。
其次，需要进行逆变器的控制策略选择。
常见的控制策略有三角波PWM控制策略、SVPWM控制策略等。
本文选择了SVPWM控制策略。
SVPWM控制策略是一种基于空间向量调制的控制方法，具有输出电压波形好、谐波较低等优点。
接下来，对逆变器的电路参数进行设计和计算。
电路参数包括滤波器的电感和电容值、逆变器功率器件的选型等。
在设计和计算过程中，需要考虑到系统的稳定性和效率等因素，保证逆变器在长时间运行中的可靠性。
最后，进行逆变器的控制电路设计。
控制电路主要包括计算机控制和PWM信号生成等部分。
计算机控制部分负责对逆变器输出的电流和电压进行监测和控制，PWM信号生成部分负责生成SVPWM信号，控制逆变器输出的电流和电压波形。
综上所述，三相PWM光伏并网逆变器的设计涉及到逆变器拓扑结构的选择、控制策略的选择、电路参数的设计和计算以及控制电路的设计等方面。
通过合理选择和设计，可以实现光伏能源的高效利用，并将产生的电能注入到电网中，为能源环境问题的解决做出贡献。
三相光伏并网逆变器及控制系统的设计
三相光伏并网逆变器及控制系统的设计摘要：本文介绍了基于L型滤波器三相光伏并网逆变器的主电路拓扑结构。
在该拓扑结构数学模型的基础上，设计了三相光伏并网逆变器双闭环控制系统的结构。
选择电压电流双闭环PI控制及SVPWM调制策略，通过实验分析验证系统的可靠性和实用性。
关键词：逆变器；PI控制；SVPWM0引言现在新能源的开发与使用逐渐受到了世界各国的关注，解决新能源需求、环境保护及经济发展之间的互锁关系日益成为世界各国的头等难题。
太阳能作为技术含量最高、最有发展前景的新能源，具有普遍、无害性、巨大以及长久等优点[1-3]。
太阳能发电系统包括光伏电池发电装置与变换器装置，系统输出的电能供给用户负载使用。
而并网逆变器作为光伏并网发电的核心，对其进行控制策略的研究具有很高的现实意义[4-6]。
本文以两级式非隔离三相并网逆变器的拓扑结构为研究对象，分析了太阳能光伏电池的数学模型和输出特性，然后对双闭环并网控制系统及逆变调制策略进行研究，最后进行实验，验证了理论的正确性。
1光伏并网逆变器的系统结构本文采用L型滤波器实现并网逆变器与电网的连接。
如图1所示为三相并网逆变器的拓扑结构图，其中ea、eb、ec为三相配电网电压，中性点为O点，逆变器交流侧输出电流为ia、ib、ic，逆变器输出交流和配电网侧等效电感为L，等效线路电阻为R，三相全桥拓扑结构3个桥臂的中点输出电压为Ua、Ub、Uc，T1~T6为IGBT开关管器件，C为输入直流侧滤波与稳压电容，Udc为输入直流侧电压，idc为直流母线侧电流。
3 总结通过研究单级式三相太阳能光伏并网逆变系统，建立了基于L型滤波器的并网逆变器的拓扑结构。
设计了电压电流双环控制方式，并验证了理论研究的正确性以及可行性。
参考文献：[1] 王宏伟. 基于DSP的光伏并网逆变器的开发研究[D].天津大学，2010．[2] 蒋莉萍. 中国光伏——2014及未来发展[J].电气时代，2015，1(1):62-65．[3] 章激扬，李达，杨苹等. 光伏发电发展趋势分析[J].可再生能源，2014，32(2):127-132．[4] 柴园. 基于软件锁相环的并网型单相光伏逆变器的研究[D].东南大学，2013．[5] 曹志怀. 并网型太阳能光伏发电系统研究[D].西南交通大学，2012．[6] 丁明，王伟胜，王秀丽等. 大规模光伏发电对电力系统影响综述[J].中国电机工程学报，2014，34(1):1-8．[7]．刘钢. 分布式电源并网逆变器控制及孤岛检测方法研究[D].重庆大学，2012．[8] N. Ammasai Gounden，Sabitha Ann Peter，Himaja Nallandula et al. Fuzzy.logic controller with MPPT using line-commutated inverter for three-phase grid-connected photovoltaic systems. ELSEVIER Renewable Energy，2009:909-915．[9] Gyeong-Hun Kim，Chulsang Hwang，Jin-Hong Jeon et al. A novel three-phase four-leg inverter based load unbalance compensator for stand alone microgrid. ELSEVIER Electrical Power and Energy Systems，2015:70-75．。
逆变器及光伏并网控制系统的设计与选择
逆变器及光伏并网控制系统的设计与选择逆变器是光伏发电系统中的一个重要组件，用于将光伏电池板产生的直流电转换为交流电供电给电网使用。
而光伏并网控制系统则是指控制光伏发电系统与电网之间的功率传输和并网操作的系统。
在设计和选择逆变器及光伏并网控制系统时，需要考虑多个因素以确保系统的效率和可靠性。
以下将对逆变器和光伏并网控制系统的设计和选择进行详细的讨论和分析。
首先，逆变器的设计和选择应考虑系统的功率需求。
功率需求取决于光伏发电系统的规模和使用场景。
一般而言，逆变器的峰值功率应略大于光伏电池板的峰值功率，以确保系统能够在充分利用光照条件时提供足够的电力。
其次，逆变器的设计和选择还应考虑电网的要求。
不同地区和国家对于光伏发电系统的接入电网有特定的要求，例如电流谐波、功率因数、频率等。
逆变器应满足电网接口标准，确保光伏发电系统可以平稳地并网运行。
另外，逆变器的效率也是设计和选择的一个重要考虑因素。
逆变器的效率决定了光伏发电系统的能量转换效率，高效的逆变器能够最大限度地转化光伏能源为电能，并减少能量损失。
在选择逆变器时，应考虑其额定效率、部分负载效率和夜间耗电量等指标，选择高效率的逆变器可以提高系统的整体性能。
此外，逆变器的可靠性和稳定性也是重要的考虑因素。
光伏发电系统一般具有较长的使用寿命，因此逆变器应选择具有高可靠性和稳定性的产品。
可以参考逆变器的故障率、温度范围、防护等级等指标，确保逆变器能在各种环境条件下可靠运行。
光伏并网控制系统的设计和选择同样重要。
光伏发电系统与电网的并网操作需要一个稳定可靠的控制系统来实现。
在设计光伏并网控制系统时，需要考虑以下几个方面。
首先，光伏并网控制系统应具备快速响应特性，能够及时检测电网的状态和要求。
控制系统应能够实时监测光伏发电系统的电压、频率和功率等参数，并根据电网的要求进行响应和调整。
其次，光伏并网控制系统还应具备保护功能，能够实时检测和响应各种故障情况，如电压过高、过低、频率不稳定等。
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三相光伏并网逆变器及控制系统的设计
发表时间：2019-01-16T11:17:41.947Z 来源：《防护工程》2018年第31期作者：任婧玮汪子涵[导读] 现在新能源的开发与使用逐渐受到了世界各国的关注，解决新能源需求、环境保护及经济发展之间的互锁关系日益成为世界各国的头等难题。
国网安徽省电力有限公司濉溪县供电公司安徽淮北 235100 摘要：本文介绍了基于L型滤波器三相光伏并网逆变器的主电路拓扑结构。
在该拓扑结构数学模型的基础上，设计了三相光伏并网逆变器双闭环控制系统的结构。
选择电压电流双闭环PI控制及SVPWM调制策略，通过实验分析验证系统的可靠性和实用性。
关键词：逆变器；PI控制；SVPWM
0 引言
现在新能源的开发与使用逐渐受到了世界各国的关注，解决新能源需求、环境保护及经济发展之间的互锁关系日益成为世界各国的头等难题。
太阳能作为技术含量最高、最有发展前景的新能源，具有普遍、无害性、巨大以及长久等优点[1-3]。
太阳能发电系统包括光伏电池发电装置与变换器装置，系统输出的电能供给用户负载使用。
而并网逆变器作为光伏并网发电的核心，对其进行控制策略的研究具有很高的现实意义[4-6]。
本文以两级式非隔离三相并网逆变器的拓扑结构为研究对象，分析了太阳能光伏电池的数学模型和输出特性，然后对双闭环并网控制系统及逆变调制策略进行研究，最后进行实验，验证了理论的正确性。
1 光伏并网逆变器的系统结构
本文采用L型滤波器实现并网逆变器与电网的连接。
如图1所示为三相并网逆变器的拓扑结构图，其中ea、eb、ec为三相配电网电压，中性点为O点，逆变器交流侧输出电流为ia、ib、ic，逆变器输出交流和配电网侧等效电感为L，等效线路电阻为R，三相全桥拓扑结构3个桥臂的中点输出电压为Ua、Ub、Uc，T1~T6为IGBT开关管器件，C为输入直流侧滤波与稳压电容，Udc为输入直流侧电压，idc为直流母线侧电流。
3 总结
通过研究单级式三相太阳能光伏并网逆变系统，建立了基于L型滤波器的并网逆变器的拓扑结构。
设计了电压电流双环控制方式，并验证了理论研究的正确性以及可行性。
参考文献：
[1] 王宏伟. 基于DSP的光伏并网逆变器的开发研究[D].天津大学，2010．
[2] 蒋莉萍. 中国光伏——2014及未来发展[J].电气时代，2015，1(1):62-65．
[3] 章激扬，李达，杨苹等. 光伏发电发展趋势分析[J].可再生能源，2014，32(2):127-132．
[4] 柴园. 基于软件锁相环的并网型单相光伏逆变器的研究[D].东南大学，2013．
[5] 曹志怀. 并网型太阳能光伏发电系统研究[D].西南交通大学，2012．
[6] 丁明，王伟胜，王秀丽等. 大规模光伏发电对电力系统影响综述[J].中国电机工程学报，2014，34(1):1-8．
[7]．刘钢. 分布式电源并网逆变器控制及孤岛检测方法研究[D].重庆大学，2012．
[8] N. Ammasai Gounden，Sabitha Ann Peter，Himaja Nallandula et al. Fuzzy.logic controller with MPPT using line-commutated inverter for three-phase grid-connected photovoltaic systems. ELSEVIER Renewable Energy，2009:909-915．
[9] Gyeong-Hun Kim，Chulsang Hwang，Jin-Hong Jeon et al. A novel three-phase four-leg inverter based load unbalance compensator for stand alone microgrid. ELSEVIER Electrical Power and Energy Systems，2015:70-75．。