文档介绍：Research on Control Strategy of Three-phase
Photovoltaic Grid-connected Inverter
Thesis Submitted to Nanjing University of Posts and
munications for the Degree of
Master of Engineering
By
Liu Weibin
Supervisor: Prof. Wan Youhong
February 2013
摘要
随着环境污染、化石燃料枯竭等问题的日益严重,发展可再生的清洁能源已成为一种
必然趋势。研究和实践证明,太阳光照辐射能量丰富,无污染且可再生,具有极大的开发
前景。而光伏发电是太阳能利用的主要趋势,因此光伏发电系统成为近年来研究的热点。
本课题主要研究对象为并网光伏逆变器,它是光伏发电系统的关键设备,本文对其控制策
略进行了深入探讨。
首先,介绍了国内外并网逆变器的研究现状及主流控制技术。根据产品需求,选用中
点箝位型三电平拓扑作为逆变器的主电路结构,设计了逆变系统的主电路和控制电路,并
且对样机部分电路进行仿真和试验验证。
其次,深入研究了三电平脉宽调制方式,对中点箝位式逆变电路的拓扑结构和工作原
理进行了分析,介绍了两种与之对应的主流脉宽调制方式:三角载波层叠法(SPWM)和空
间矢量调制法(SVPWM);然后在此基础上提出了一种改进的三电平 SVPWM 简化算法。
该算法克服了传统 SVPWM 算法复杂度高,运算量大的缺点。本文还分析了上述简化算法
对应的多种中点电位平衡控制策略。
然后,在αβ坐标系及 dq 坐标系下建立了中点箝位式逆变器的数学模型,设计了并网
逆变器电流闭环 PI 控制器,分别使用传统方法和细菌觅食算法对 PI 参数进行整定,优化
改进了细菌觅食算法,并分析了细菌觅食算法与遗传算法的区别。
最后,使用 MATLAB/Simulink 对本文所提出的改进 SVPWM 简化算法、中点电位平
衡控制策略、PI 控制器进行仿真。仿真结果与理论分析相吻合,验证了此设计的可行性及
实用性。
关键词: 三电平逆变器,简化空间矢量调制法,中点电位平衡控制,PID 控制器,细
菌觅食算法
I
Abstract
With the problem of the environmental pollution and depletion of fossil fuel ing more
and more serious, the development of renewable clean energy has e an inevitable trend.
Research and practice have proved that the solar radiation energy-rich, no pollution and
renewable, has promising prospects for the development. Photovoltaic power generation
es main trend of the use of solar energy and the photovoltaic system, which turns into
focus of the study. The main research object is the grid-connected photovoltaic inverter, which is
the key equipment of photovoltaic power generation system. The control strategy of the inverter
is in-depth discussed.
First, the article describes the domestic and international research status and main control
technology of grid-connected inverter. According to product demand, selection of neutral point
clamped three-level topology as the inverter main circuit structure, design the main circuit