t型三電平并網(wǎng)逆變器控制研究開題報(bào)告

1、<p><b>　　附件7：</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p><b>　　開 題 報(bào) 告</b></p><p>　　題 目 T型三電平并網(wǎng) </p><p><b>　　逆變器控制研究 </b

2、></p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化</p><p>　　班 級 </p><p>　　2014 年</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題來源、類型</p><p>　　課題來源：與老師探討，自己選擇

3、 </p><p>　　課題類型：應(yīng)用型論文 </p><p>　　二、選題的目的及意義 </p><p>　　隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，并網(wǎng)逆變器的研發(fā)受到世界各國的普遍關(guān)注。并網(wǎng)效率和并網(wǎng)電流電能質(zhì)量是并網(wǎng)逆變器的

4、兩個重要指標(biāo),PWM調(diào)制方式對效率和并網(wǎng)電流電能質(zhì)量存在關(guān)鍵的影響。在此背景下，研究逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及其控制策略和并網(wǎng)控制方案。 </p><p>　　隨著太陽能、UPS技術(shù)的不斷發(fā)展和市場的不斷擴(kuò)大，對逆變器效率的要求也越來越被制造商所重視，因此三電平的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)便應(yīng)運(yùn)而生。眾所周知，傳統(tǒng)的兩電平

5、并網(wǎng)逆變器開關(guān)損耗大，直流電壓利用低，輸出電流諧波高，無法實(shí)現(xiàn)高壓高質(zhì)量的并網(wǎng)要求。多電平逆變器不同于兩電平變換器，其中采用電容或獨(dú)立電源等方式產(chǎn)生多個電平，通過將多個功率器件按一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成可提供多電平輸出的逆變電路，其主要目的是以盡量多的電平輸出來逼近理想的正弦波形，從而減弱輸出波形中的諧波影響。在獲得高壓輸入輸出特性的同時(shí)，多電平逆變器也減輕了器件上的高壓應(yīng)力，可以使用較低電壓等級的器件構(gòu)造高壓變流器，解決了器件串并聯(lián)帶來的問

6、題。多電平逆變器的出現(xiàn)，是電力電子技術(shù)發(fā)展的一個里程碑，它使得高壓變頻調(diào)速技術(shù)迅速走向了實(shí)用化，讓我們看到了高性能控制在高壓變頻技術(shù)上的應(yīng)用的希望。近幾年來 ,多電平逆變器成為人們研究的熱點(diǎn)課題 .三電平逆變器是多電平逆變器中最簡單又最實(shí)用的一種電路。與傳統(tǒng)兩電平結(jié)構(gòu)相比，三電平結(jié)構(gòu)除了使單個IGBT阻斷電壓減半之外，還具有諧波小、損耗低、效率高等優(yōu)勢。</p><p>　　各種現(xiàn)代控制理論如自適應(yīng)控制、自學(xué)習(xí)控

7、制、模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等先進(jìn)控制理論和算法也大量應(yīng)用于逆變領(lǐng)域。其應(yīng)用領(lǐng)域也達(dá)到了前所未有的廣闊，從毫瓦級的液晶背光板逆變電路到百兆瓦級的高壓直流輸電換流站；從日常生活的變頻空調(diào)、變頻冰箱到航空領(lǐng)域的機(jī)載設(shè)備；從使用常規(guī)化石能源的火力發(fā)電設(shè)備到使用可再生能源發(fā)電的太陽能風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，都少不了逆變電源。毋須懷疑，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和各種新型功率器件的發(fā)展，逆變裝置也將向著體積更小、效率更高、性能指標(biāo)更優(yōu)越的方向發(fā)展。</p>

8、;<p>　　前幾年,隨著西班牙、德國、美國、日本對本國光伏產(chǎn)業(yè)的政策扶持，全球光伏發(fā)電逆變器的銷售額逐年遞增,光伏發(fā)電用逆變器進(jìn)入了一個快速增長的階段。但目前全球光伏逆變器市場基本被國際幾大巨頭瓜分，歐洲是全球光伏市場的先驅(qū),具備完善的光伏產(chǎn)業(yè)鏈，光伏逆變器技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。SMA 是全球最早也是最大的光伏逆變器生產(chǎn)企業(yè)(德國市場占有率達(dá) 50%以上)，約占全球市場份額的三分之一,第二位是 Fronius。全球前七位

9、的生產(chǎn)企業(yè)占領(lǐng)了近 70%的市場份額。金融危機(jī)以后，美國、意大利市場迅猛發(fā)展，尤其是美國市場,奧巴馬政府上臺以后，發(fā)展速度非常之快,將取代德國成為世界上最大的光伏逆變器消費(fèi)市場。</p><p>　　目前國內(nèi)光伏并網(wǎng)逆變器市場規(guī)模較小，國內(nèi)生產(chǎn)逆變器的廠商眾多，但專門用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器制造商并不多，但是不少國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)在逆變器行業(yè)研究多年，已經(jīng)具備一定的規(guī)模和競爭力，但在逆變器技術(shù)質(zhì)量、規(guī)模上與國外企業(yè)仍具

10、有較大差距。國內(nèi)市場規(guī)模雖然較小，但未來光伏電站市場的巨大市場發(fā)展空間和發(fā)展?jié)摿o國內(nèi)企業(yè)帶來發(fā)展的歷史機(jī)遇。逆變器仍需進(jìn)一步提高和發(fā)展。這也就是研究并網(wǎng)逆變器的意義之所在。 </p><p>　　本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢</p><p>　　三電平結(jié)構(gòu)作為多電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之一，自日本長岡科技大

11、學(xué)難波江章（A.Nabae）等人于1980 年在IEEE 工業(yè)應(yīng)用年會提出以來，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場獲得了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　從20世紀(jì)90年代以來，以高壓IGBT、IGCT為代表的性能優(yōu)異的復(fù)合器件的發(fā)展引人注目，并在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了很多新型的高壓大容量變換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，成為國內(nèi)外學(xué)者和工業(yè)界研究的重要課題。我國也有不少單位在研究、開發(fā)和引進(jìn)高壓大容量多電平變換器的技術(shù)和設(shè)備。三電平逆變器的結(jié)構(gòu)較

12、簡單，其電路拓?fù)湫问綇囊欢ㄒ饬x上來說可以看成多電平逆變器結(jié)構(gòu)中的一個特例，它的中點(diǎn)鉗位及維持中點(diǎn)電位動態(tài)平衡技術(shù)、功率器件尖峰吸收緩沖電路、PWM算法簡化及控制策略、高壓功率器件的驅(qū)動及系統(tǒng)的工作電源等也是多電平逆變器控制需要研究解決的問題。從目前功率開關(guān)器件發(fā)展的水平來看，短時(shí)間還不可能出現(xiàn)耐壓上萬伏的器件，多電平技術(shù)是解決高壓大功率變頻調(diào)速的一個有效途徑同時(shí)在當(dāng)前電力系統(tǒng)高壓直流輸電的趨勢下，多電平技術(shù)在電力輸配電方面也有著重要的作

13、用。 目前關(guān)于三電平逆變器拓?fù)溲芯恐饕◣追N：（1）二極管箝位型三電平逆變器（又稱npc型）,是三電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中發(fā)展最早的也是目前應(yīng)用最普遍的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（2）飛跨電容式多</p><p>　　在T型三電平并網(wǎng)逆變器中的常用的調(diào)制方式有兩種：（1）空間矢量控制（2）不連續(xù)調(diào)制。其中空間電壓矢量脈寬

14、調(diào)制(SVPWM)方法輸出電流諧波成分少、低脈動轉(zhuǎn)矩、具有比SPWM高15％的電源利用率，物理概念清晰，算法簡單且適合數(shù)字化方案，適合于實(shí)時(shí)控制，是三電平逆變器首選的PWM控制方法。 </p><p><b>　　本課題主要研究內(nèi)容</b></p><p>　　本課題主要研究的有

15、：三電平逆變電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并與兩電平電路比較；分析T-npc型三電平逆變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并與npc型三電平逆變電路比較；中性點(diǎn)平衡的分析與設(shè)計(jì)：T型三電平逆變器的控制算法（svpwm波控制）的設(shè)計(jì)；最后是完成對濾波裝置的設(shè)計(jì)和并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)。 通過以上研究最終完成一套完整的計(jì)算機(jī)psim仿真，并顯示出仿真波形

16、。在條件允許的情況下，通過實(shí)驗(yàn)室的三電平逆變器研究平臺，對仿真進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，修改參數(shù)，使逆變器并網(wǎng)輸出波形完美，從而完成一套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析。 </p><p>　　完成論文的條件和擬采用的研究手段（途徑）</p><p>　　完成本論文的條件主要包括軟件仿真和硬件條件。研

17、究途徑：第一，充分利用圖書館的豐富的資源，翻閱外文期刊和有關(guān)的書籍；第二，充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源，上網(wǎng)查詢有關(guān)國內(nèi)外這方面的發(fā)展水平研究方向，上網(wǎng)查詢有關(guān)T型三電平逆變器的相關(guān)技術(shù)文檔或者期刊文獻(xiàn)；第三，詢問老師或者學(xué)長，請教關(guān)于T型三電平逆變器的相關(guān)知識；第四，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行psim仿真，研究控制算法對逆變器的影響以及并網(wǎng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)；第五，有條件的話，在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室平臺研究三電平逆變電路具體控制從而達(dá)到對T型三電平并網(wǎng)逆變器的軟件和硬件

18、研究。 </p><p>　　本課題進(jìn)度安排、各階段預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)</p><p>　　第一階段（1~2周）：選定課題題目，大量查閱資料、文獻(xiàn)，完成開題報(bào)告的撰寫工作。 </p><p>　　第二階段（3~4周）：繼續(xù)查閱資料、文獻(xiàn)，并對重要

19、理論、資料進(jìn)行整理、記錄，寫出論文大綱，并初步擬定任務(wù)書。 </p><p>　　第三階段（5~6周）：完成外文資料翻譯，整理數(shù)據(jù)，為計(jì)算機(jī)仿真分析做準(zhǔn)備，并不斷細(xì)化大綱直至完成論文整體框架。

20、 第四階段（7~11周）：撰寫、完成論文初稿，并交給導(dǎo)師查閱，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下不斷修改，開始撰寫第二稿。 第五階段（12~13周）：完成第二稿的撰寫工作，再次交與導(dǎo)師查閱，在與導(dǎo)師討論后反復(fù)修改，進(jìn)而完成第三槁的撰寫并交稿。

21、 第六階段（14~15周）：為論文答辯進(jìn)行必要而充分的準(zhǔn)備，最后參加答辯。 </p><p><b>　　七、指導(dǎo)教師意見</b></p><p>　　對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計(jì)（論文