两级式级联多电平光伏并网逆变器H桥输入直流电压均衡策略

发布时间：2017-12-07 12:07

  本文关键词：两级式级联多电平光伏并网逆变器H桥输入直流电压均衡策略

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【摘要】：前级为DC/DC变换器,后级为级联多电平逆变器的光伏并网系统具有易于模块化,效率高等优点,适用于大型光伏电站等应用场合。各级联单元的光伏电池是相互独立的。受环境温度等因素的影响,各光伏电池的输出功率存在波动,其最大功率点会不同。如不采取措施,各H桥输入直流电压会出现不均衡现象,导致逆变器输出多电平电压的谐波增加。本文研究实现各H桥输入直流电压均衡的控制策略,主要研究内容如下:本文分析载波移相控制(Carrier Phase Shift,CPS)和反相层叠控制(Phase Opposition Disposition,POD)的基本原理,指出两种控制策略都无法适应光伏电池输出功率的波动,无法自然实现电压均衡。简要介绍了CPS控制下的电压均衡方法,指出逆变器的输出多电平电压谐波必然会增加。提出了POD控制下实现电压均衡的思路和控制目标。根据所提出的POD控制下电压均衡思路和控制目标,本文提出在四倍电网频率(4fo)内,对调制所得开关状态进行低频分配的电压均衡策略。提出采用锁相环输出信号确定开关状态的分配位置。进一步研究电压均衡策略的适用范围,提出适用于一路光伏电池功率输出为0的电压均衡适用范围的扩大方法。根据所提出的POD控制下电压均衡思路和控制目标,本文进一步提出在两倍载波频率内,对分配时刻取值相同的开关状态进行高频分配的电压均衡策略。并将上述适用范围扩大方法推广至高频分配电压均衡策略之中,给出其具体实现方法。对一台3kW级联七电平光伏并网逆变器原理样机的主电路参数和后级级联多电平逆变器的控制参数进行了设计。基于该原理样机,对本文所提出的电压均衡策略和控制目标进行了实验验证。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615;TM464

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本文编号：1262315