逆变电源电网技术研究 开题报告

武汉理工大学本科生毕业设计（论文任务书学生姓名李嘉专业班级自动化0702班指导教师张立炎黄亮工作单位自动化学院设计论文题目逆变电源并网技术研究设计（论文）主要内容研究电网入网标准，研究将直流电源逆变成符合电网标准的交流电源，并将交流电反馈回电网的技术，设计电路及控制策略。要求完成的主要任务1查阅不少于10篇文献资料，其中外文资料不少于2篇；2了解将直流电源逆变成交流电源的原理；3分析电路要求确定实现将直流逆变成交流需要的几大电路模块以及并网的一些要求；4设计硬件电路实现输入310400V直流，输出220V50HZ交流，输出功率3KW；5计算电路的相关参数，并完成对其试验与调试工作；6利用MATLAB进行仿真；7撰写毕业设计论文，字数不低于15000；8完成外文文献翻译，字数约为5000左右。必读参考资料1林飞电力电子应用技术的北京中国电力出版社，20092王兆安电力电子技术北京机械工业出版社，20093叶斌电力电子应用技术北京清华大学出版社，20064美DIJASIOPIC微控制器技术及应用北京电子工业出版社，20035刘笃仁PIC软硬件系统设计北京电子工业出版社，20036DEWENZHURESEARCHONFUZZYLOGICCONTROLLERINELEVATORTRAFFICDISPATCHNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYPRESS2001指导教师签名系主任签名院长签名（章）武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）在现代科技高速发展的今天，用电设备越来越多，许多用电设备对电能质量的要求较高，通用电网难以满足要求，因此，需要通过电力电子设备讲点能进行变换后使用。在发达国家，有40以上的电能需要进过变换处理后应用，节能效果达到15到40，而到2010年，预计将有80的电能需要经过电力电子设备变换后使用。电能变换通常可以分为四大类，即AC/DC变换、AC/AC变换、DC/DC变换、DC/AC变换，其中DC/AC逆变技术不仅是实现不间断电源（UPS）、应急电源EPS和变频器的核心技术，也是航空静止电源、电动汽车驱动系统以及新能源开发利用中的关键技术。准单级高频链逆变技术可以克服周波变换型单级高频链逆变技术中双向开关换流引起的电压尖峰和控制逻辑复杂的问题，又可以解决电流型单级高频链逆变技术的电流应力大的问题，在中小功率场合具有良好的应用前景。本文在阐述高频链逆变技术的产生、发展和应用前景的基础上，分析了具有代表性的高频链逆变技术的优缺点。详细分析了准单级高频链逆变技术的研究意义和国内外研究情况，对准单级高频链逆变电源拓扑、闭环控制和并网控制等关键技术进行了深入的研究与探讨。在推挽式准单级高频链逆变电路的基础上，通过增加一个正激电容器，提出了推挽正激式准单级高频链逆变器拓扑，该逆变器继承了推挽逆变器所需功率开关少、结构简单的优点。由于正激电容的引入，不仅可以抑制高频变压器发生磁偏引起的磁饱和，还可以吸收变压器漏感能量，箝位功率开关电压，减小功率器件的电压应力；采用对称组合式单极性PWM调制方式，可以实现所有功率器件的软开关。在原理分析和参数设计的基础上，完成了1KVA样机实验，实验结果表明，该逆变器能够实现四象限工作，整机效率达到85以上。为了适应高压输入和较大功率的应用场合，本文进一步研究了全桥式准单级高频链逆变电路，设计制作了3KVA实验样机，整机效率达到88以上。采用双调制波单极性PWM调制方式不需要输出电压极性信号来切换控制逻辑，在同样的控制逻辑下就能够实现四象限工作，简化了逻辑综合电路，并且可以克服对称组合式单极性PWM调制因极性信号相位误差引起的输出电压过零畸变，改善输出电压波形质量。针对全桥式准单级高频链逆变电路完成了电压电流双闭环控制。为了提高抗负载扰动的能力和改善非线性负载下输出电压波形质量，引入了负载电流前馈控制。阻性负载情况下，输出电压THD达到202；非线性负载情况下，输出电压THD为417。二自由度PI控制器具有两组独立的控制参数，可以根据系统的抗扰性能和跟随性能独立整定。将二自由度PI控制技术应用于准单级高频链逆变器的波形控制中，可以克服传统PI控制难以保证跟随性能和抗扰性能同时最佳的缺点。为了拓展准单级高频链逆变器的应用领域，开展了准单级高频链逆变器并网控制技术研究，提出了电网电压前馈解耦准比例谐振并网控制技术。比例谐振控制在正弦电流跟踪控制中可以实现零稳态误差，电压前馈可以解除并网电流与电网电压之间的耦合关系，消除电网电压畸变或扰动对并网电流的影响。完成了电网电压前馈解耦准比例谐振控制和PI控制下的对比实验研究。逆变器并网运行时，必须采取有效的预防孤岛效应的措施，本文提出了一种混合孤岛检测技术，可以有效的防止由于电网中大负载的投切引起的虚假孤岛保护现象。并且在判断出孤岛可能发生的情况下才引入电流扰动，克服了有源扰动方法对电网的污染。为了消除该方法具有检测盲区的缺点，进一步提出了电压前馈正反馈扰动孤岛检测技术，孤岛发生后，系统会产生强烈的正反馈，使公共连接点的电压迅速偏离稳态值，从而可以检测到孤岛现象。该方法不仅能够消除检测盲区，还适合多台逆变器并网运行时的孤岛检测。2、基本内容和技术方案本文是关于逆变电源并网技术的研究，通过查找相关资料学习有关逆变的技术以及并网的一些要求。在此基础之上再来进行设计，使其满足输入为310V400V输出为220V50HZ的交流电。设计的基本内容包括分析逆变电源并网技术的研究背景及意义；对逆变电路工作原理进行分析并对其拓扑结构进行选型，然后设计出主电路和触发电路；对并网逆变器控制策略进行比较并对SPWM控制技术进行研究分析；再对并网控制进行分析最后对系统进行仿真。本文先对逆变电路的基本工作原理进行了分析研究，然后对其拓扑结构的优劣进行比较分析，最后确定以全桥逆变电路来实现逆变的要求，再设计出主电路。主电路要想实现输出较好的正弦波形必须对触发电路进行较好的控制，全控型器件IGBT更容易实现较好的控制。对于主电路中还要考虑滤波的问题，通过LC滤波的效果没有LCL滤波效果好，故需用LCL进行滤波。对于并网的要求部分要分析清楚环流产生的原因及处理办法，先学习完电力电子应用技术的MATLAB仿真并计算出各个参数，然后就可以对电路进行仿真。根据设计思路，最后完成字数不少于15万字的毕业设计论文。3、进度安排第12周毕业实习，撰写毕业实习报告；第34周翻译外文资料，初步确定方案，完成开题报告；第5周确定最终方案，并进行可行性分析；第68周程