多电平逆变器谐波控制技术研究

发布时间：2017-11-04 14:24

  本文关键词：多电平逆变器谐波控制技术研究

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【摘要】：多电平逆变器具有改善电压波形质量,减小输出电流谐波含量,降低器件开关损耗等优点,得到了广泛的应用。而逆变器作为光伏系统和电网之间的接口,是光伏并网发电系统能量转换与控制的核心。为了提高光伏系统波形质量,降低谐波畸变率,有效的谐波控制方法成为解决问题的关键。本文研究光伏系统中多电平逆变器谐波控制方法。首先,分析了多电平逆变器的拓扑结构及其工作原理,对典型拓扑结构的输出电压波形进行了谐波分析,为仿真分析提供理论基础。针对传统逆变器谐波控制策略输出电压谐波含量高,总谐波畸变率大的缺点,在三环控制算法的谐波控制策略基础上,引入载波同相层叠PWM调制法,消除谐波、改善输出波形。在MATLAB/SIMULINK中搭建基于三环控制算法的三电平和五电平逆变器谐波控制模型,通过仿真验证多电平逆变器及该算法的有效性。比较三电平和五电平逆变器输出电压和电流的总谐波畸变率,表明基于三环控制算法的五电平逆变器有较好的谐波控制效果,减少输出电压、电流谐波含量。然后,针对采用三相五电平逆变器的光伏并网系统,为减少并网电流谐波,提高直流母线电压利用率和改善波形质量,使用了五电平NPC逆变器及载波同相层叠PWM调制方法。采用模糊MPPT功率外环、直流电压中环以及电流内环的三环控制方法,省去了DC/DC斩波环节。通过仿真结果分析,证明了它可降低系统并网电流的总谐波畸变率(Total Harmonic Distortion,THD),实现直流母线电压的稳压控制以及MPPT的快速跟踪。通过模拟实验,验证了所提出系统以及控制方法的正确性和可行性。最后,基于光伏太阳能检测实验台,进行了多电平逆变器谐波控制实验研究,设计了相应的检测监控界面。把谐波控制算法模块融合到控制器中,对多电平逆变器太阳能发电系统进行控制,验证基于三环控制算法的谐波控制方法在多电平逆变器光伏系统中的通用性与实用性。
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464

【参考文献】

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1 姚哲之;多电平逆变器在光伏发电系统中的应用研究[D];湘潭大学;2011年

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本文编号：1139800