三相级联VSI光伏并网逆变器及控制策略研究的任务书.docx

三相级联VSI光伏并网逆变器及控制策略研究的任务书
任务书
课题名称：三相级联VSI光伏并网逆变器及控制策略研究
引言：
随着对可再生能源的普及和提高人们对清洁节能的要求，光伏发电成为全球发展的趋势，逆变器作为太阳能光伏发电系统中一个关键的组成部分，其运行效率和控制策略也越来越受到广泛的研究和关注。为了提高逆变器的效率和实现高质量的并网，本项目将研究三相级联VSI光伏并网逆变器及其控制策略。
研究目的：
本研究主要旨在：
1.研究三相级联VSI光伏并网逆变器中各部分的电特性，并对其电路拓扑进行分析和优化，以提高逆变器的效率。
2.研究并实现三相级联VSI光伏并网逆变器的控制策略，建立逆变器的电控模型，并进行仿真验证。
3.研究逆变器的并网控制策略，以满足电网的电压和频率要求。
4.实现逆变器的硬件电路设计和软件程序设计，并进行实验验证。
研究内容：
1.研究逆变器中各部分电特性
三相级联VSI光伏并网逆变器由多个电路元件组成，如IGBT开关、电感、电容等。本研究将分析这些元件的特性，比如电感的稳态电流、电容的容量、IGBT的开关频率等，以找到各元件的最佳参数。另外，本研究还将分析逆变器中的滤波器，以实现尽可能低的电磁干扰和噪声。
2.研究并实现逆变器的控制策略
本研究将对逆变器的电控模型进行建立，并进行仿真验证。具体的，将研究如何实现逆变器的电流和电压控制，以满足电网的电压和频率要求。为了提高逆变器的效率，本研究还将探索PWM技术和设计最佳控制策略。
3.研究并实现逆变器的并网控制策略
本研究将对逆变器的并网控制策略进行研究，以保证太阳能光伏发电系统的稳定运行。具体的，研究并实现MPPT跟踪极值点的算法，调节DC侧的输出电压以匹配AC侧的电压。本研究还将考虑逆变器的保护措施，如过流保护、过压保护等。
4.实现逆变器的硬件电路设计和软件程序设计
基于上述研究，本研究将进行逆变器的硬件电路设计和软件程序设计。具体的，将设计逆变器的电路拓扑、选取适当的元器件，进行PCB设计、编写控制程序和界面程序等。最后，通过实验验证逆变器的性能和控制效果。
研究成果：
本研究的成果包括：
1.研究出三相级联VSI光伏并网逆变器的电特性和电路拓扑，实现逆变器效率的提高。
2.研究出逆变器的电控模型和控制策略，通过仿真验证其有效性和稳定性。
3.研究出逆变器的并网控制策略，实现光伏发电系统的高质量并网。
4.实现逆变器的硬件电路设计和软件程序设计，并进行实验验证，证明研究成果的可行性和实用性。
研究方法：
本研究采用以下研究方法：
1.理论分析法：对逆变器的电路拓扑、电特性和控制策略进行理论分析和推导，优化其参数和效率。
2.数学模型法：通过建立逆变器的电控模型，计算其在不同工作条件下的性能指标，如效率、波形失真率等。
3.仿真验证法：借助Matlab/Simulink等软件工具，对逆变器的电控模型进行仿真验证，并对其控制策略进行调试和优化。
4.实验验证法：通过搭建实验平台，进行逆变器的硬件搭建、电路测试、控制程序编写等，得到实验数据并对研究成果进行验证。
研究时间表：
本研究的时间表如下：
|任务名称|时间|
|---|---|
|文献调研|2周|
|逆变器电路拓扑的设计与分析|3周|
|逆变器电特性分析与参数选择|2周|
|逆变器控制策略研究与仿真|4周|
|逆变器并网控制策略研究与仿真|3周|
|硬件电路设计与实现|5周|
|软件程序设计与实现|6周|
|实验验证与结果分析|6周|
|总结与撰写论文|3周|
研究经费：
本研究所需经费包括：
-实验设备费用：10万元
-研究课题费用：8万元
参考文献：
1.高岩,张海涛,&张礼仪.(2017).三相十二级级联单端谐振光伏逆变器研究.微电子学与计算机,34(非数字),92-94.
2.张利国.(2015).基于VSI的三相可逆逆变器控制策略研究.杨凌职业技术学院学报,14(1),36-39.
3.张丽,许锦洲,&徐书楠.(2016).基于自激励模式的三相全桥逆变器MPPT控制策略研究.电气传动,44(12),63-67.