数字控制单相逆变器及其并网技术的研究

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。这些可再生能源相对传统的化石能源具有地域分散和能量变化随机的特点,不能实现集中供能,而采用分布式发电形式可以实现能源资源的地域互补和优化配置。分布式电源需经一定的接口并入电网,如并网逆变器,给远程负载供电,或者直接利用逆变器给本地的交流负载供电。并网/独立双模式的逆变器能够实现可再生能源发电系统与电网的交互使用,向负载不间断提供电能,系统灵活性强。 本文首先研究了基于TMS320F2812的单相SPWM逆变器的数字控制技术。分析了逆变器的正弦脉宽调制技术,建立了逆变器的数学模型和仿真模型,为逆变器的控制系统理论分析和数字仿真奠定了基础。随后进行了系统的软硬件设计,构建了全数字控制逆变器的控制平台。本文接着对并网逆变器进行了研究,比较了并网逆变器的电路拓扑和控制技术,讨论了实现逆变器平滑并网、脱网的方案,在SPWM控制并网逆变器系统模型的基础上,根据系统的整体控制方案,详细介绍了系统的硬件设计和软件设计思想。实验表明,该平台能较好地实现数字SPWM逆变器的独立运行和并网运行。论文最后介绍了一种独立/并网双模式逆变器,分析了它的控制方法和在两种工作模式间切换的条件和要求,并用仿真验证所采用的并网、脱网控制方法的可行性。