三相T型三電平光伏逆變器技術(shù)研究

【摘要】：在快速增長的光伏應(yīng)用市場中,DC/AC逆變器作為光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分,其開發(fā)與研究備受世界各國學(xué)者的關(guān)注。三電平逆變器因其輸出電能質(zhì)量高、輸出容量大等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于新能源發(fā)電領(lǐng)域。在眾多三電平拓撲電路中,T型三電平拓撲在近幾年得到了快速發(fā)展,該拓撲是一種改進的中點鉗位(Neutral Point Clamped,NPC)型三電平拓撲,解決了傳統(tǒng)二極管中點鉗位型拓撲存在的器件過多、損耗分布不均等問題。因此,本文以三相T型三電平逆變器為基礎(chǔ)展開研究。首先,本文詳細分析了三相T型三電平逆變器的工作原理和換流過程,在此基礎(chǔ)上,利用器件的損耗特征參數(shù)對逆變器的開關(guān)損耗和通態(tài)損耗進行了計算,并介紹了三電平逆變器空間矢量脈寬調(diào)制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)方法的基本原理和實現(xiàn)方法。其次,針對非隔離型三相T型三電平逆變器中存在共模電流的問題,建立了系統(tǒng)共模等效模型,對影響共模電流的因素進行了分析。本文采用了兩種基于傳統(tǒng)三電平SVPWM調(diào)制方式的改進方法,通過對開關(guān)序列和基本矢量的合理選取及排序,使系統(tǒng)共模電壓減小,從而實現(xiàn)共模電流的抑制,并通過仿真驗證了其有效性。再次,針對三相T型三電平逆變器中點電位不平衡的問題,分析了基本矢量對中點電位產(chǎn)生的影響,總結(jié)出造成中點電位不平衡的主要原因。在共模電流抑制方法的基礎(chǔ)上,根據(jù)正負小矢量對中點電位的不同影響,得到了一種基于SVPWM的中點電位平衡控制方法,并給出了其詳細的實現(xiàn)步驟和仿真結(jié)果。最后,搭建了以TMS320F28335 DSP為控制核心的三相T型三電平并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)平臺,并對系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計作了介紹。在該平臺上對改進型調(diào)制策略進行了實驗研究,實驗結(jié)果驗證了理論分析的正確性和可行性。 【關(guān)鍵詞】：T型三電平 非隔離 空間矢量脈寬調(diào)制 共模電流 中點電位平衡
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題的研究背景10-11
• 1.2 光伏并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)11-13
• 1.3 三相三電平逆變器的研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 拓撲結(jié)構(gòu)13-15
• 1.3.2 調(diào)制方法15-16
• 1.3.3 共模電流抑制16-18
• 1.3.4 中點電位平衡控制18
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容18-20
• 第2章 三相T型三電平逆變器的基本原理20-30
• 2.1 引言20
• 2.2 工作原理20-22
• 2.3 損耗分析22-26
• 2.3.1 換流過程22-23
• 2.3.2 損耗計算23-26
• 2.4 三電平SVPWM原理26-29
• 2.4.1 三電平基本電壓矢量26-28
• 2.4.2 參考電壓矢量合成方法28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 共模電流抑制技術(shù)30-43
• 3.1 引言30
• 3.2 共模電壓與共模電流分析30-33
• 3.3 傳統(tǒng)三電平SVPWM方法33-35
• 3.4 抑制共模電流的SVPWM方法35-39
• 3.4.1 19矢量SVPWM方法36-37
• 3.4.2 13矢量SVPWM方法37-39
• 3.5 仿真驗證39-42
• 3.5.1 傳統(tǒng)三電平SVPWM方法仿真39-40
• 3.5.2 抑制共模電流的SVPWM方法仿真40-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第4章 中點電位平衡控制技術(shù)43-52
• 4.1 引言43
• 4.2 中點電位平衡問題分析43-45
• 4.2.1 基本電壓矢量對中點電位的影響43-45
• 4.2.2 影響中點電位的其他因素45
• 4.3 中點電位平衡控制方法45-50
• 4.3.1 基于SVPWM的中點電位平衡控制45-46
• 4.3.2 中點電位平衡控制方法的實現(xiàn)46-50
• 4.4 仿真驗證50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第5章 系統(tǒng)設(shè)計與實驗52-67
• 5.1 引言52
• 5.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計52-57
• 5.2.1 主功率管的選取52-53
• 5.2.2 直流側(cè)電容選取53
• 5.2.3 輸出濾波器的設(shè)計53-55
• 5.2.4 驅(qū)動電路設(shè)計55-56
• 5.2.5 采樣電路設(shè)計56-57
• 5.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計57-60
• 5.4 實驗結(jié)果與分析60-66
• 5.4.1 傳統(tǒng)三電平SVPWM方法實驗結(jié)果61-62
• 5.4.2 共模電流抑制方法實驗結(jié)果62-64
• 5.4.3 中點電位平衡控制方法實驗結(jié)果64-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻68-73
• 致謝73-74
• 作者簡介74

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