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为了弥补大规模集中发电、输电的不足,增加能源供应,保护环境,实现可持续发展,近年来分布式电源DG(Distributed Generation)越来越受到各国的重视。分布式电源系统主要包括燃料电池发电系统、太阳能光伏电池发电系统、风力发电系统、生物质能发电系统等几种类型。充分挖掘分布式电源效益的途径是并网,分布式电源并网的关键技术是逆变器并网控制技术。
本文详细论述了全桥逆变器并网工作原理,推导出了逆变器并网电流控制目标,在此基础上给出了一种基于逆变器输出电压、电流双环反馈控制的电流并网控制算法。以全桥逆变器为对象,详细论述了电压、电流双环反馈控制的工作原理,推导出了电压环和电流环的控制参数;给出了滤波电感L,滤波电容C的选择方法;应用MATLAB对逆变器并网控制系统进行了仿真;采用多周期调节的锁相原理,完成了软件锁相环PLL(Phase locked loop)的设计,保证了并网过程中逆变器输出电流与电网电压同频、同相;讨论了逆变器并网运行中孤岛效应的危害,给出了孤岛检测的相关标准和孤岛检测的各种方法。
在完成并网控制理论分析与仿真验证的基础上,本文设计制作了基于DSP(Digital Signal Processing)的硬件实验电路,包括逆变器输出电压、电流采样电路,用于锁相控制的电压同步信号降压隔离及转换电路;采用汇编语言完成了DSP程序的编写与调试;完成了逆变器电压、电流双环控制实验、锁相控制实验,进行了逆变电源系统并网实验,实现了逆变器并网运行;最后,应用主动频率偏移算法进行了孤岛检测实验,实现了逆变器并网系统孤岛检测功能。