混合箝位型三电平光伏逆变器研究与设计
本文选题：光伏发电 切入点：混合箝位型三电平 出处：《山东大学》2017年硕士论文
【摘要】：近年来,随着经济发展和工业革命的推进,能源和环境问题也日益凸显,世界各国都面临着愈加严峻的能源和环境压力,大力发展绿色清洁的新能源成为了解决发展和能源环境之间矛盾的关键性突破口和必由之路。而太阳能因其储量大、设备安装便利、规模灵活而被公认为是21世纪新能源发展的主流方向,分布式光伏系统数量和并网运行规模不断增大。随着光伏系统的不断发展和光伏组件技术的革新,对光伏逆变器也提出了更多更高的要求,三电平逆变器因其诸多优点而成为了专家学者的研究热点,其波形质量好、开关应力小,在高压大功率领域得到了广泛的应用,然而其在中点电位平衡等问题上仍存在不足。混合箝位型三电平拓扑结合了二极管箝位和飞跨电容拓扑的优点,不受负载特性的影响,中点电位的平衡不需要依赖对电容电压的检测以及闭环控制。针对混合箝位型三电平逆变器,本文从以下几个方面进行课题研究和系统设计:首先对混合箝位型三电平拓扑电容电压充放电回路进行了全面系统地分析,总结了箝位电容的充放电规律,并基于电容自平衡机理提出了一种适用于混合箝位拓扑的调制策略,实现了混合箝位型三电平逆变器电容电压自动均衡,提高了波形输出质量。其次,对于混合箝位型三电平拓扑在中点电位平衡控制上的特殊性和简便性,将混合箝位型三电平与Z源网络相结合,分析了直通状态的加入与箝位电容电压控制的配合问题,提出一种可以实现Z源升压和中点电位自平衡的控制策略;将混合箝位型三电平与环流控制问题相结合,可以避开三电平中点电位平衡与环流控制在小矢量选择时出现的耦合问题,实现二者的解耦控制,利用Matlab/Simulink搭建了系统仿真平台,通过仿真验证了所提方法的有效性。再次,介绍了三相逆变器并网运行的工作原理,分析了数字锁相环的原理,对电网的频率与相位进行采集,实现了逆变器单位功率因数并网运行。对光伏发电系统中孤岛现象的概念及机理进行了介绍,分析了几种典型的被动检测法和主动检测法的优势和不足并根据孤岛检测在检测效果和对波形质量的影响上的矛盾问题,提出了一种改进的主动频率偏移孤岛检测算法,改进的算法具有低谐波畸变率,小检测盲区以及快速性的优点。最后,搭建了基于TMS320F28335DSP和EP4CE15F17C8FPGA的混合箝位型三电平实验平台,对平台的硬件电路和软件设计进行了详细的介绍,利用平台通过实验对本文提出的控制策略进行了可靠性和有效性的验证。
[Abstract]:In recent years , with the development of the economy and the promotion of the industrial revolution , the problems of energy and environment are becoming more and more prominent , the world all face more and more severe energy and environmental pressure , and it is recognized as the main direction to solve the contradiction between development and energy environment .
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM464;TM615
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，本文编号：1678617
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