基于电网电压定向的三相并网逆变器的仿真研究开题报告
2020-04-30 16:12:44
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1 研究背景
能源是发展国民经济,提高人民生活水平的重要物质基础。历史上利用能源的方式有过多次革命性的变革,从原始的蒸汽机到汽轮机、高压汽轮机、内燃机、燃气轮机,每一次能源利用方式的变革都极大地推进了现代文明的发展。随着经济的发展,人口的增加,使得能源消耗快速增长,可供开采不足百年。因此,人类必须未雨绸缪,尽早寻求替代能源。另一方面,这些化石能源的大量开采和利用是造成人类生存环境恶化的主要原因之一,如燃烧化石能源所排放出的二氧化碳和含氧硫化物直接导致了地球温室效应和酸雨的产生,这已成为当今世界各国面临的一个重大问题。
能源的潜在危机和生态环境的恶化使世界各国积极开发新能源及可再生能源。许多国家都在下大力气研究和开发利用“绿色能源”的新技术新工艺,并且取得了相当可观的成就。可再生能源发电系统一般由光伏电池、风力发电机或燃料电池等发电装置和变换器组成,该系统将发电装置产生的电能转换供给负载使用。根据是否并联到电网,可以将新能源发电系统分为独立发电系统和并网发电系统两种类型。与独立发电系统相比,并网发电使光伏电池等发电装置始终运行在最大功率处,由电网接收发电系统提供的全部电能,提高了发电装置的利用效率;其次,并网发电省略了蓄电池作为储能环节,降低了蓄电池充放过程中的能量损失,免除了由于蓄电池而带来的运行与维护费用,同时也消除了处理废旧蓄电池带来的间接污染。因此近年来,全世界对可再生能源并网发电技术的研究进展迅速,其在电力系统中所占的比重呈现逐步增长的趋势。
随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重,开发利用清洁的可再生能源势在必行,目前研究较多的是太阳能光伏电池、风力发电机组和燃料电池等可再生能源发电。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 设计的目标
通过对三相并网输电相关知识的调研,学习逆变器及svpwm调制的原理,在matlab/simulink中完成调试。
2.2 设计的基本内容
基于电网电压定向的三相并网逆变器的研究,首先要从低频到高频的角度,分别建立三相并网逆变器在三相静止坐标系、两相静止坐标系以及两相同步旋转坐标系下的低频和高频模型,并对三相并网逆变器的工作模式及换流过程进行分析。对于电网电压定向的矢量控制方案,进行dq 坐标系下的电流解耦以及电网电压前馈控制,对解耦后的控制回路进行分析和设计,最后在 matlab/simulink 下构建仿真模型,验证控制策略。
系统的实现由硬件和控制软件两部分组成,硬件部分主要包括了主功率电路器件的选择,驱动电路的设计,采样调理电路和保护电路的设计。软件部分采用模块化编程的思想,给出了每个模块的程序流程图,分析了并网逆变器软件锁相模块的实现原理以及数字 pi 调节的实现框图,给出仿真结果。
3. 研究计划与安排
第一周 调研课题背景与国内外研究现状,查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需理论基础。
第二周 熟悉掌握基本理论,完成英文资料的翻译。
第三周 提交开题报告初稿,提交外文翻译。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]刘世林,文劲宇,孙海顺,程时杰. 风电并网中的储能技术研究进展[j]. 电力系统保护与控制,2013,23:145-153.
[2]刘波,杨旭,孔繁麟,叶海忠,于虹. 三相光伏并网逆变器控制策略[j]. 电工技术学报,2012,08:64-70.
[3]杨勇,赵方平,阮毅,赵春江. 三相并网逆变器模型电流预测控制技术[j]. 电工技术学报,2011,06:153-159.