非隔离型三电平并网逆变器的有限集预测电流控制研究
发布时间：2021-12-12 01:20
光伏并网逆变器作为太阳能光伏电池板与公用电网的关键性接口装置,其控制策略选择和输出滤波器的性能将直接决定逆变器输出的电能是否满足并网标准。随着太阳能光伏并网发电技术向着大规模、高压及大功率方向转变,传统两电平拓扑结构由于器件耐压条件的限制而难以适应这种并网环境。与传统的两电平并网逆变器相比,三电平并网逆变器各桥臂功率管承受电压低、并网电流畸变率小等优点,在目前高压、大功率并网环境中得到广泛应用。然而,三电平光伏并网逆变器功率管数目和控制目标较多,为了提高其并网的性能及效率,提出一种可用于此拓扑的改进型FCS-MPC（Finite Control Set Model Predictive Control,有限集模型预测控制）策略。与传统脉冲宽度调制策略相比,该方案不需要复杂的控制器参数整定,且易实现多目标优化控制。主要研究内容如下:（1）在已有文献基础上,分析三电平光伏并网逆变器主要拓扑结构分类及各自构成特点。重点对T型三电平光伏并网逆变器拓扑结构,及在两相静止坐标系下建立其数学模型,并对其换流过程及工作原理进行详细介绍。（2）在分析模型预测控制基本原理的基础上,建立T型三电平光伏并网逆...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单级式系统结构
图 1.2 两级式系统结构级式和两级式的系统结构各具优劣，其中单级式的优点为：系统结构简单、成本低和电能变换效率高；缺点是：由于同时实现最大功率点跟踪和输导致控制器设计较为复杂。两级式的优点为：两级之间相互独立，可以分别
2.1.1 传统逆变器拓扑结构传统并网逆变器按照电源不同分成两类：电流源型逆变器和电压源型逆变器[36]。图2.1 所示为三相 CSI（Current Source Inverter,电流源型逆变器）的拓扑结构。CSI 输出电流为矩形波，输出电压近似看为正弦波，抑制过电流能力强，特别适合用于频繁加、减速的启动型负载。电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径,因此交流侧输出电流为矩形波,并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。CSI 中的半导体开关器件一般采用 IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管）串联二极管，以反向阻断电压，这使 CSI 的整体效率提高，但是产生较高的器件导通损耗，影响了电流源逆变器的发展和应用，采用大电感实现电流源作用，但同时也使系统成本提高。CSI 的主要应用场合有：(1) 大功率感应电机和同步电机的速度控制；
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种抑制系统漏电流非隔离型三电平逆变器中点平衡载波调制算法[J]. 王付胜,李祯,付航,滕云亮. 电工技术学报. 2017(S2)
[2]模型预测控制在光伏并网逆变器中的应用[J]. 潘健,陆田,刘阳,要若天. 湖北工业大学学报. 2017(05)
[3]改进有限集模型预测控制策略在三相级联并网逆变器中的应用[J]. 贾冠龙,李冬辉,姚乐乐. 电网技术. 2017(01)
[4]飞跨电容多电平光伏逆变器共模电流抑制技术[J]. 郭小强,朱铁影,魏宝泽,卢志刚,孙孝峰,张纯江. 中国电机工程学报. 2016(18)
[5]三相光伏并网逆变器多目标优化模型预测控制[J]. 杨捷,顾冬冬,孙明浩,郭晓静,高丽萍. 电力系统保护与控制. 2016(15)
[6]二极管钳位型三电平逆变器共模电压抑制[J]. 吴可丽,夏长亮,张云,谷鑫. 电工技术学报. 2015(24)
[7]一种以降低逆变器开关损耗为目标并考虑中点电位平衡的适用于中点钳位式三电平逆变器的调制方法[J]. 姜卫东,赵德勇,汪磊,黄辉,王永生. 中国电机工程学报. 2016(05)
[8]基于精细分区控制的三电平逆变器中点电位平衡策略[J]. 王慧敏,温坤鹏,张云,夏长亮. 电工技术学报. 2015(19)
[9]光伏并网逆变器有限状态模型预测电流控制[J]. 金楠,胡石阳,崔光照,姜素霞. 中国电机工程学报. 2015(S1)
[10]三相电压型逆变器的延时补偿模型预测控制[J]. 朱晓雨,王丹,彭周华,刘星. 电机与控制应用. 2015(09)
硕士论文
[1]T型三电平逆变器的共模电流抑制及中点电位平衡[D]. 李艺.华北电力大学 2017
[2]基于中点电流的三电平NPC逆变器中点电位平衡策略研究[D]. 许亚明.南京航空航天大学 2017
[3]T型三电平光伏并网逆变器的模型预测控制[D]. 王美龄.沈阳工业大学 2016
[4]T型三电平逆变器的中点电位控制算法研究[D]. 曾磊乐.电子科技大学 2015
[5]三相T型三电平光伏逆变器技术研究[D]. 杜弯.燕山大学 2015
[6]三电平光伏并网逆变器的控制[D]. 李继侠.华南理工大学 2014
[7]T型三电平逆变器技术研究[D]. 夏玲芳.南京航空航天大学 2014
本文编号：3535739
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单级式系统结构
图 1.2 两级式系统结构级式和两级式的系统结构各具优劣，其中单级式的优点为：系统结构简单、成本低和电能变换效率高；缺点是：由于同时实现最大功率点跟踪和输导致控制器设计较为复杂。两级式的优点为：两级之间相互独立，可以分别
2.1.1 传统逆变器拓扑结构传统并网逆变器按照电源不同分成两类：电流源型逆变器和电压源型逆变器[36]。图2.1 所示为三相 CSI（Current Source Inverter,电流源型逆变器）的拓扑结构。CSI 输出电流为矩形波，输出电压近似看为正弦波，抑制过电流能力强，特别适合用于频繁加、减速的启动型负载。电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径,因此交流侧输出电流为矩形波,并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。CSI 中的半导体开关器件一般采用 IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管）串联二极管，以反向阻断电压，这使 CSI 的整体效率提高，但是产生较高的器件导通损耗，影响了电流源逆变器的发展和应用，采用大电感实现电流源作用，但同时也使系统成本提高。CSI 的主要应用场合有：(1) 大功率感应电机和同步电机的速度控制；
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种抑制系统漏电流非隔离型三电平逆变器中点平衡载波调制算法[J]. 王付胜,李祯,付航,滕云亮. 电工技术学报. 2017(S2)
[2]模型预测控制在光伏并网逆变器中的应用[J]. 潘健,陆田,刘阳,要若天. 湖北工业大学学报. 2017(05)
[3]改进有限集模型预测控制策略在三相级联并网逆变器中的应用[J]. 贾冠龙,李冬辉,姚乐乐. 电网技术. 2017(01)
[4]飞跨电容多电平光伏逆变器共模电流抑制技术[J]. 郭小强,朱铁影,魏宝泽,卢志刚,孙孝峰,张纯江. 中国电机工程学报. 2016(18)
[5]三相光伏并网逆变器多目标优化模型预测控制[J]. 杨捷,顾冬冬,孙明浩,郭晓静,高丽萍. 电力系统保护与控制. 2016(15)
[6]二极管钳位型三电平逆变器共模电压抑制[J]. 吴可丽,夏长亮,张云,谷鑫. 电工技术学报. 2015(24)
[7]一种以降低逆变器开关损耗为目标并考虑中点电位平衡的适用于中点钳位式三电平逆变器的调制方法[J]. 姜卫东,赵德勇,汪磊,黄辉,王永生. 中国电机工程学报. 2016(05)
[8]基于精细分区控制的三电平逆变器中点电位平衡策略[J]. 王慧敏,温坤鹏,张云,夏长亮. 电工技术学报. 2015(19)
[9]光伏并网逆变器有限状态模型预测电流控制[J]. 金楠,胡石阳,崔光照,姜素霞. 中国电机工程学报. 2015(S1)
[10]三相电压型逆变器的延时补偿模型预测控制[J]. 朱晓雨,王丹,彭周华,刘星. 电机与控制应用. 2015(09)
硕士论文
[1]T型三电平逆变器的共模电流抑制及中点电位平衡[D]. 李艺.华北电力大学 2017
[2]基于中点电流的三电平NPC逆变器中点电位平衡策略研究[D]. 许亚明.南京航空航天大学 2017
[3]T型三电平光伏并网逆变器的模型预测控制[D]. 王美龄.沈阳工业大学 2016
[4]T型三电平逆变器的中点电位控制算法研究[D]. 曾磊乐.电子科技大学 2015
[5]三相T型三电平光伏逆变器技术研究[D]. 杜弯.燕山大学 2015
[6]三电平光伏并网逆变器的控制[D]. 李继侠.华南理工大学 2014
[7]T型三电平逆变器技术研究[D]. 夏玲芳.南京航空航天大学 2014
本文编号：3535739
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