基于准PR控制的并网逆变器的研究

在能源枯竭与环境污染问题日益严重的今天,新能源的开发与利用愈来愈受到重视,分布式发电系统以其经济性、环保性能等优点备受青睐,而逆变器又是系统中主要的能量转换装置,其性能的好坏,直接影响到分布式发电效率的高低。本文针对应用广泛的单相全桥并网逆变器,对其拓扑结构、并网要求、控制方法以及并网过程中的数字锁相环等进行了分析研究。 首先对并网逆变系统作了详细的介绍。包括其拓扑结构、理想模型、工作状态、并网要求,以及输出滤波器的设计等等。 其次对控制技术进行了重点研究。以工业控制中广泛应用的PI控制器为基础,提出了能够实现零稳态误差和抗电网电压干扰的准PR控制技术。详细讨论了并网过程中的数字锁相环技术,使用DSP控制芯片的捕获功能,对频率和相位进行同时修正,使输出电流参考正弦波和电网电压同频同相,达到功率因数为1的目的。 接下来介绍硬件电路的各个组成部分,包括主回路、控制回路、保护电路;并介绍了软件实现的流程图等等。 最后,采用TI公司的TMS320LF2407A DSP作为数字控制芯片,研制完成1kW的实验样机,得到并网运行的实验结果。结果表明,所设计的硬件电路和所采用的控制策略能够满足设计要求,系统可以安全、稳定、可靠地运行。