阻抗源逆變器光伏并網(wǎng)控制研究

【摘要】：逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電,廣泛應(yīng)用于電力電子中的功率變換。 傳統(tǒng)逆變器包括電壓源型和電流源型兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),但是它們都存在著原理上的不足,在應(yīng)用中造成裝置造價(jià)高,效率低。電壓源逆變器通常是一種降壓型的逆變器,要得到更高的電壓,就必須增加一個(gè)額外的直流升壓變流器,這就限制了它的輸出。并且同一橋臂上的上下開關(guān)管可能由于電磁干擾等因素的影響而導(dǎo)致同時(shí)導(dǎo)通,這將損壞開關(guān)及電路,從而降低電路的可靠性。為了防止直通的發(fā)生,需要加入死區(qū)時(shí)間,這又可能使波形發(fā)生畸變。電流源逆變器中也存在類似的問題。 阻抗源逆變器又稱Z源逆變器,為功率變換提供了一種新的逆變器拓?fù)浜屠碚?它克服了傳統(tǒng)的電壓源型和電流源型逆變器的不足。同時(shí)由于其允許同一橋臂上下開關(guān)管的同時(shí)導(dǎo)通——直通狀態(tài)的發(fā)生,為逆變器主電路的升壓或降壓提供了一種新的思路。在此基礎(chǔ)上提出了具有升降壓功能的阻抗源逆變器,通過控制直通占空比能夠?qū)崿F(xiàn)輸出電壓的任意升降,在光伏系統(tǒng)中,通過調(diào)節(jié)直通占空比的比例可以進(jìn)行最大功率點(diǎn)的跟蹤控制(MPPT) 本文對(duì)Z源逆變器的工作原理、工作模式進(jìn)行了詳細(xì)地分析,并對(duì)不同的PWM控制方法做了相應(yīng)地仿真驗(yàn)證和比較,分析了電容電壓、電感電流在逆變器直通和非直通模式下的變化狀態(tài),比較了不同控制方法下開關(guān)管上的電壓應(yīng)力及采用相同的調(diào)制比M時(shí)獲得的電壓增益G。對(duì)光伏系統(tǒng)中MPPT的方法做了較廣的調(diào)研分析,對(duì)光伏電池進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,并對(duì)逆變模式下的電網(wǎng)等效電路、功率關(guān)系進(jìn)行了分析。建立了Z源逆變器光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,為控制系統(tǒng)的建立做基礎(chǔ)。研究了逆變器的控制策略,設(shè)計(jì)了電容電壓外環(huán)和入網(wǎng)電感電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng),通過仿真驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器的動(dòng)態(tài)性和穩(wěn)定性。最后通過建立整個(gè)系統(tǒng)的仿真電路圖,驗(yàn)證了理論分析和控制策略的正確性。 【關(guān)鍵詞】：Z源逆變器 MPPT 光伏并網(wǎng) 直通占空比 閉環(huán)控制
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2 傳統(tǒng)并網(wǎng)逆變器13-15
• 1.2.1 電壓型逆變器13-14
• 1.2.2 電流源逆變器14-15
• 1.3 Z源逆變器15-16
• 1.4 本文選題的意義和研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 Z源逆變器控制18-30
• 2.1 Z源逆變器的工作原理18-20
• 2.2 電壓型Z源逆變器的控制方法20-29
• 2.2.1 簡(jiǎn)單升壓控制方法21-24
• 2.2.2 最大升壓SPWM控制方法24-26
• 2.2.3 三次諧波注入法26-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第3章 太陽(yáng)能光伏發(fā)電30-40
• 3.1 太陽(yáng)能電池30-32
• 3.2 最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略32-36
• 3.2.1 非自尋優(yōu)算法34
• 3.2.2 自尋優(yōu)算法34-36
• 3.3 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)36-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 Z源并網(wǎng)逆變器數(shù)學(xué)建模40-53
• 4.1 Z源逆變器并網(wǎng)數(shù)學(xué)模型思路40-41
• 4.2 開關(guān)函數(shù)法建立數(shù)學(xué)模型41-44
• 4.2.1 開關(guān)函數(shù)建立Z網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型41-42
• 4.2.2 采用開關(guān)函數(shù)建立三相并網(wǎng)模型42-44
• 4.2.3 開關(guān)函數(shù)建立Z網(wǎng)絡(luò)和三相并網(wǎng)數(shù)學(xué)模型44
• 4.3 占空比法建立數(shù)學(xué)模型44-47
• 4.4 Z源并網(wǎng)逆變器dq模型的建立47-51
• 4.5 本章小結(jié)51-53
• 第5章 Z源并網(wǎng)逆變器控制53-70
• 5.1 電流閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)54-60
• 5.1.1 電流環(huán)模型結(jié)構(gòu)54-56
• 5.1.2 電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)56-60
• 5.2 電壓閉環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)60-66
• 5.3 仿真66-68
• 5.4 本章小結(jié)68-70
• 第6章 Z源光伏并網(wǎng)逆變器MPPT控制策略70-76
• 6.1 電壓空間矢量控制方法(SVPWM)70-73
• 6.2 統(tǒng)一空間矢量控制方法(USVPWM)73-75
• 6.3 本章小結(jié)75-76
• 第7章 總結(jié)與展望76-77
• 7.1 本文工作總結(jié)76
• 7.2 研究展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81-82
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表82

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