新颖的单级单相电压型准Z源光伏并网逆变器
发布时间：2020-12-12 14:47
准Z源逆变器具有单级升降压、桥臂可直通、开关管无死区以及输出波形质量高等优点。但是由于准Z源逆变器的升压因子受到调制比的制约,使得准Z源逆变器不适用于新能源发电低输入电压或宽范围输入电压的场合。因此在传统准Z源逆变器研究的基础上,提高其升压能力,具有重大的研究价值,是新能源发电领域的一个前沿课题。为提升准Z源逆变器的升压能力、功率密度以及系统性能等,本文研究分析了众多具有强升压能力的改进型准Z源逆变器,并提出了一种新颖的强升压能力的准Z源逆变器。对该逆变器的工作原理、调制方案、控制策略、磁集成设计方案以及关键电路参数等进行研究与设计,最后通过仿真与实验得到了重要的结论。新颖的单级单相电压型准Z源光伏并网逆变器,主要由磁集成阻抗网络、单相逆变桥、LCL滤波器等串联而成。根据逆变器的直通和非直通工作状态,推导得各储能电容电压、电感电流以及电压增益等表达式。并通过与其它准Z源逆变器的对比,可知所提出的准Z源逆变器升压能力强、功率开关器件与储能电容电压应力较小;分析了多种调制策略优缺点,并在采用简单升压SPWM调制策略的基础上,分析了高频开关过程的各个工作模态;对磁集成电感的交直流磁通进行分析...
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２单相ＰＷＭ光伏并网逆变器??
＾与Ａ）的关系??图２－３三种准Ｚ源逆变器性能对比曲线??由图２－３?（ａ）可知，在相同Ｄｑ下，所提出的准Ｚ源逆变器的升压因子大于其他两种??逆变器，且随着Ａ）增大，其升压效果更为显著。??由图２－３?（ｂ）可知，在相同Ｇ下，所提出的准Ｚ源逆变器的功率开关管电压应力最小，??反之当采用相同的功率开关管时，该拓扑结构能够提供更大的电压增益Ｇ。??由图２－３?（ｃ）、２－４?（ｄ）可知，在相同Ａ）或Ｍ的情况下，所提出的准Ｚ源逆变器的电??压增益Ｇ大于其他两种电路，且随着Ａ）增大或Ｍ减小，其电压增益Ｇ越大。当实现并网??时，本文所提出的准Ｚ源逆变器只需要较低的输入电压，即满足低输入或宽范围输入电压??的应用场合。??在实际工作过程中，Ａ）设置在０．２５？０．３之间，Ｍ的范围为０．７￣０．７５，在此范围内升压??因子较大
制比Ｍ改变而改变，控制较难；最大恒定升压ＳＰＷＭ调制方案改变直通调制信号的波形，??以一个周期性的调制波来生成直通矢量，其升压能力介于前两者之间。??本次设计采取了简单升压ＳＰＷＭ调制方案，其调制波形如图２－４所示，调制过程如下：??将两个幅值与频率相同、相位反相的正弦波ｗｒ、－ｗｒ与三角载波仏进行比较，当Ｗｌ＞Ｍｃ时，??Ｓｉ导通，反之Ｓ３导通，当时，Ｓ２导通，反之Ｓ４导通。同时将直通调制信号Ｖｐ、Ｖｎ??与三角载波乂进行比较。当满足Ｆｐ＜Ｗｃ或者Ｆｎ＞Ｗｅ时，将生成直通矢量信号，并直插到Ｓ！??或＆原有的零矢量中，从而使得Ｓｈ?＆同时导通。该方案Ａ）为常数，升压因子恒定，控??制简单，但在一个高频周期内，直通桥臂开关管Ｓｈ?Ｓ３均动作两次，使得损耗变大。??▲??ｔｏｍ?ｗｗｗ?卜??■ｉｌｌ疆画編???１?＾ｉ１?Ｕ?ＩｊｊＬ－Ｕ－Ｕ－?Ｉｊｊｌ?Ｈ?ｌｊ｜ｌ?ｕｉ?ｊｊ?Ｕ４ｉ?ｉ｜－?Ｕ?ｉ；?ｉｆｌ?ｊ｜?Ｗ?ｊｉ??？欣??■Ｉ誦??Ａ）ａ?！ｉ?ＩＭＭ?Ｍ?！！?；！?！?Ｉ！?ＩＩ?ＩＩ?ＩＩ?！?！?！?！ｌ?！！??—＿＿Ｕ＿Ｕ＿Ｕ＿Ｕ＿＿Ｕ＿ｕ＿ＬＩ＿＿＿ｕ＿Ｕ＿Ｕ＿Ｕ＿■ｕ＿Ｕ＿＿＿ＬＩ＿Ｕ＿ｕ＿Ｕ＿Ｕｕ?＾?（〇ｔ??〇ｌ??▲??ｗｓ?ｆｉｎｎｎｎｎｎｎｎ??ｔ?｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜Ｍ｜?ｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉＩ—￣??图２－４简单升压ＳＰＷＭ调制开关信号波形??２．５高频开关过程分析??已知逆变器直通期间，磁集成阻抗网络的储能电容放电，磁集成电感充磁；非直通期??间
【参考文献】：
期刊论文
[1]新颖的单级三相电压型准Z源光伏并网逆变器[J]. 屈艾文,陈道炼,苏倩. 中国电机工程学报. 2017(07)
[2]计及逆变器侧电流反馈影响的LCL滤波器参数优化设计[J]. 许津铭,季林,葛小伟,谢少军. 中国电机工程学报. 2016(17)
[3]“目”字形耦合电感器的设计及应用[J]. 杨玉岗,万冬,张凯强. 电工技术学报. 2016(05)
[4]逆变器侧电流反馈的LCL并网逆变器电网电压前馈控制策略[J]. 吴云亚,谢少军,阚加荣,过亮. 中国电机工程学报. 2013(06)
[5]准Z源逆变器的暂态建模与分析[J]. 蔡春伟,曲延滨,盛况. 电机与控制学报. 2011(10)
[6]Z源/准Z源逆变器在光伏并网系统中的电容电压恒压控制策略[J]. 李媛,彭方正. 电工技术学报. 2011(05)
博士论文
[1]直流—直流开关功率变换器磁集成关键技术研究[D]. 卢增艺.福州大学 2011
本文编号：2912761
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２单相ＰＷＭ光伏并网逆变器??
＾与Ａ）的关系??图２－３三种准Ｚ源逆变器性能对比曲线??由图２－３?（ａ）可知，在相同Ｄｑ下，所提出的准Ｚ源逆变器的升压因子大于其他两种??逆变器，且随着Ａ）增大，其升压效果更为显著。??由图２－３?（ｂ）可知，在相同Ｇ下，所提出的准Ｚ源逆变器的功率开关管电压应力最小，??反之当采用相同的功率开关管时，该拓扑结构能够提供更大的电压增益Ｇ。??由图２－３?（ｃ）、２－４?（ｄ）可知，在相同Ａ）或Ｍ的情况下，所提出的准Ｚ源逆变器的电??压增益Ｇ大于其他两种电路，且随着Ａ）增大或Ｍ减小，其电压增益Ｇ越大。当实现并网??时，本文所提出的准Ｚ源逆变器只需要较低的输入电压，即满足低输入或宽范围输入电压??的应用场合。??在实际工作过程中，Ａ）设置在０．２５？０．３之间，Ｍ的范围为０．７￣０．７５，在此范围内升压??因子较大
制比Ｍ改变而改变，控制较难；最大恒定升压ＳＰＷＭ调制方案改变直通调制信号的波形，??以一个周期性的调制波来生成直通矢量，其升压能力介于前两者之间。??本次设计采取了简单升压ＳＰＷＭ调制方案，其调制波形如图２－４所示，调制过程如下：??将两个幅值与频率相同、相位反相的正弦波ｗｒ、－ｗｒ与三角载波仏进行比较，当Ｗｌ＞Ｍｃ时，??Ｓｉ导通，反之Ｓ３导通，当时，Ｓ２导通，反之Ｓ４导通。同时将直通调制信号Ｖｐ、Ｖｎ??与三角载波乂进行比较。当满足Ｆｐ＜Ｗｃ或者Ｆｎ＞Ｗｅ时，将生成直通矢量信号，并直插到Ｓ！??或＆原有的零矢量中，从而使得Ｓｈ?＆同时导通。该方案Ａ）为常数，升压因子恒定，控??制简单，但在一个高频周期内，直通桥臂开关管Ｓｈ?Ｓ３均动作两次，使得损耗变大。??▲??ｔｏｍ?ｗｗｗ?卜??■ｉｌｌ疆画編???１?＾ｉ１?Ｕ?ＩｊｊＬ－Ｕ－Ｕ－?Ｉｊｊｌ?Ｈ?ｌｊ｜ｌ?ｕｉ?ｊｊ?Ｕ４ｉ?ｉ｜－?Ｕ?ｉ；?ｉｆｌ?ｊ｜?Ｗ?ｊｉ??？欣??■Ｉ誦??Ａ）ａ?！ｉ?ＩＭＭ?Ｍ?！！?；！?！?Ｉ！?ＩＩ?ＩＩ?ＩＩ?！?！?！?！ｌ?！！??—＿＿Ｕ＿Ｕ＿Ｕ＿Ｕ＿＿Ｕ＿ｕ＿ＬＩ＿＿＿ｕ＿Ｕ＿Ｕ＿Ｕ＿■ｕ＿Ｕ＿＿＿ＬＩ＿Ｕ＿ｕ＿Ｕ＿Ｕｕ?＾?（〇ｔ??〇ｌ??▲??ｗｓ?ｆｉｎｎｎｎｎｎｎｎ??ｔ?｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜Ｍ｜?ｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉＩ—￣??图２－４简单升压ＳＰＷＭ调制开关信号波形??２．５高频开关过程分析??已知逆变器直通期间，磁集成阻抗网络的储能电容放电，磁集成电感充磁；非直通期??间
【参考文献】：
期刊论文
[1]新颖的单级三相电压型准Z源光伏并网逆变器[J]. 屈艾文,陈道炼,苏倩. 中国电机工程学报. 2017(07)
[2]计及逆变器侧电流反馈影响的LCL滤波器参数优化设计[J]. 许津铭,季林,葛小伟,谢少军. 中国电机工程学报. 2016(17)
[3]“目”字形耦合电感器的设计及应用[J]. 杨玉岗,万冬,张凯强. 电工技术学报. 2016(05)
[4]逆变器侧电流反馈的LCL并网逆变器电网电压前馈控制策略[J]. 吴云亚,谢少军,阚加荣,过亮. 中国电机工程学报. 2013(06)
[5]准Z源逆变器的暂态建模与分析[J]. 蔡春伟,曲延滨,盛况. 电机与控制学报. 2011(10)
[6]Z源/准Z源逆变器在光伏并网系统中的电容电压恒压控制策略[J]. 李媛,彭方正. 电工技术学报. 2011(05)
博士论文
[1]直流—直流开关功率变换器磁集成关键技术研究[D]. 卢增艺.福州大学 2011
本文编号：2912761
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2912761.html
教材专著
