T型五电平变流器拓扑及其电容电压平衡控制研究

发布时间：2019-08-19 20:06

【摘要】：为了更好地应对能源安全、生态环境、气候变化带来的巨大挑战,加快发展光伏、风电等可再生能源已成为世界各国推动能源转型发展的普遍共识和一致行动。随着更高电压等级光伏新架构的提出,多电平电力电子变换器作为光伏系统核心部件,得到了越来越多的关注和研究。本文着眼于新型T型五电平拓扑变换器,在对比分析拓扑综合性能的基础上,进一步研究T型五电平拓扑中的电容电压不平衡机理及其平衡控制策略,并通过设计实验平台进行了实验验证。1.在介绍主流多电平拓扑基础上,结合拓扑异构思路分析了 T型五电平拓扑的形成思想及其g/h坐标系下SVM控制方法。同时对比分析了 T型五电平、NPC三电平、T型三电平拓扑中开关器件损耗、滤波电感需求及损耗,得出T型五电平拓扑变流器在大功率应用场合具有开关损耗较低、滤波电感需求较小、滤波电感损耗较小的结论。2.提出适用于三相T型五电平拓扑变流器的混合空间矢量调制(HSVM)策略,以实现全调制比范围内的电容电压平衡控制。文中首先构建了拓扑中电容电压变化的数学模型,在模型基础上探讨了传统五段式NTVSVM方法的电容电压平衡边界问题。继而用HSVM方法突破了传统方法的平衡边界,该方法在低调制比区域保留了传统目标优化法输出THD性能好、实际开关频率低、计算量相对较小的优点。在高调制比区域采用简化矢量合成方法,具有计算量小、控制简单的特点。最后在仿真中进行了初步验证。3.介绍了三相T型五电平变流器实验平台并对HSVM策略进行了实验验证。从结构、硬件和软件三方面阐述了实验平台的设计情况,并在高/低调制比区域分别验证了利用HSVM进行电容电压平衡控制的有效性。论文通过对比多电平拓扑间的综合性能,展示了 T型五电平拓扑在大功率应用场合的优势。同时提出了能够在全调制比范围内实现T型五电平拓扑中电容电压平衡控制的HSVM方法,并通过仿真和实验平台进行验证。
【图文】：

装机容量,光伏,国内产业,光伏发电

第巧绪论逡逑课楲巧究背景逡逑为了更好地应对能源安全、生态环境、气候变化带来的巨大挑战，加快生能源己成为世界各国推动能源转型发展的普遍共识和一致行动ｌｉＨＳｌ。《国家能源发展战略行动计划》（２０１４－２０２０年）规划在２０２０、２０３石能源占一次能源消费化重分别这到１５％、２０％。逡逑太阳能作为重要的可再生能源之一，具有资源丰富、分布广泛的特点，界各国的普遍关注Ｗ。近几年来，太阳能发电技术升级不断加快，产业扩大，发电成本不断下降，在全球范困内己实现较大规模应用。困１．１伏工业协会（ＥＰＩＡ）对全球光伏累计装机容量统计及２０１６－２０２０预测测数据，全球光伏装机容量在未来几年仍将保持快速增长．至２０２０年测数据可达７１６ＧＷ。逡逑ＧＷ逦ｍ逡逑－逦逡逑

光伏,产品开发,光伏发电,电压

■历史巧巧逦■积极巧测逦消化巧拥逦逦预拥平均值逡逑图１．１全球光伏累计装机容量统计及预测（２００５－２０２０）逡逑基于国内产业政策支持，截至２０１５年底，我国光伏发电累计装机容量４３ＧＷ，逡逑成为全球光伏发电装机容量最大的国家Ｗ。且根据２０１６年１２月发布的《太阳能逡逑发展＂十Ｚ五＂规划》中的发展目标【７］：到２０２０年底全国太阳能发电并网装机逡逑确保实现１．１亿千瓦Ｗ上。Ｗ上数据说明光伏产业仍存在巨大的发展空间。然而逡逑对于光伏来说，无论是集中式并网光伏电站或是小功率离网发电，其《电成本仍逡逑然较高，成为限制其大规模推广的主要因素之一。逡逑为了进一步降低光伏发电的投资成本，１５００Ｖ直流母线电压等线于２０１５年逡逑１逡逑
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM46

【参考文献】