升压扩展型准Z源级联多电平光伏逆变器的建模及控制研究

发布时间：2023-04-02 05:35

　　化石能源危机以及环境污染问题成为了全球性的关键问题,太阳能光伏发电被认为是最具前景的清洁能源之一。然而,太阳能光伏发电存在易受环境条件影响且单个光伏电池的输出电压较低等问题,解决这些问题的关键就是功率变换器。针对传统的单级式或两级式功率变换器在光伏发电应用中存在的不足,现已有大量研究将级联多电平逆变器(CMI)和准Z源逆变器(qZSI)相结合,提出了准Z源级联多电平逆变器(qZS-CMI)。本文针对低输入电压和宽变化范围输入电压的光伏发电场合,将升压扩展型准Z源(EqZS)网络应用于级联多电平系统中,提出升压扩展型准Z源级联多电平逆变器(EqZS-CMI),研究了其基本理论,并提出了相应的调制策略以及系统并网控制方法。具体研究内容如下:(1)提出抑制二倍频纹波的参数设计方法。为了抑制单相EqZS逆变器(EqZSI)模块中固有的二倍频电压和电流纹波,建立了EqZSI模块的等效模型,分析了系统各状态变量的二倍频分量随EqZS网络参数的变化规律,通过设计阻抗源网络参数将二倍频纹波抑制在要求的范围内。(2)提出一种基于双开关频率调制的移相脉冲宽度幅值调制技术(DFM-PWAM)。通过分析现有的...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 光伏发电研究现状
        1.2.1 国外光伏发展及趋势
        1.2.2 国内光伏发展及趋势
    1.3 光伏发电系统综述
        1.3.1 光伏发电系统主要拓扑
        1.3.2 光伏发电系统中功率变换器综述
    1.4 准Z源级联多电平光伏逆变器
        1.4.1 级联多电平光伏逆变器概述
        1.4.2 准Z源逆变器
        1.4.3 准Z源级联多电平光伏逆变器
    1.5 主要研究内容及全文安排
        1.5.1 主要研究内容
        1.5.2 全文安排
第二章 EqZS-CMI单元模块的建模与分析
    2.1 引言
    2.2 EqZS-CMI拓扑
    2.3 EqZSI模块建模
        2.3.1 EqZSI模块的直流分量模型
        2.3.2 EqZSI模块的二倍频分量模型
        2.3.3 EqZSI模块的完整模型
    2.4 EqZSI的阻抗源网络参数设计
        2.4.1 阻抗源网络参数与二倍频纹波的关系
        2.4.2 阻抗源网络参数的设计
    2.5 仿真验证
    2.6 本章小结
第三章 EqZS-CMI的新型调制技术
    3.1 引言
    3.2 EqZS-CMI的PS-SPWM和PS-PWAM简介
        3.2.1 EqZS-CMI的PS-SPWM技术
        3.2.2 EqZS-CMI的PS-PWAM技术
    3.3 EqZS-CMI的新型调制技术
    3.4 三种调制技术的开关损耗比较
        3.4.1 有效调制状态下的开关损耗
        3.4.2 直通状态下的开关损耗
        3.4.3 三种调制技术的开关损耗比较
    3.5 仿真验证
    3.6 本章小结
第四章 EqZS-CMI的并网控制
    4.1 引言
    4.2 EqZSI模块的光伏发电系统
        4.2.1 系统控制策略设计
        4.2.2 仿真验证
    4.3 单相EqZS-CMI的光伏发电系统控制
        4.3.1 EqZS-CMI直流侧的控制策略
        4.3.2 EqZS-CMI并网功率的控制
        4.3.3 仿真验证
    4.4 本章小结
第五章 EqZS-CMI的硬件设计及实验验证
    5.1 引言
    5.2 主功率电路设计
    5.3 控制系统硬件电路
        5.3.1 核心控制器选择
        5.3.2 驱动电路
        5.3.3 硬件样机展示
    5.4 实验验证及结果分析
        5.4.1 EqZSI模块实验
        5.4.2 EqZS-CMI实验
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
个人简介、攻读硕士学位期间的学术成果及科研项目



本文编号：3778647