基于Z源三电平逆变器的光伏并网发电系统的研究

【摘要】：随着以化石燃料为代表的一次能源的日益枯竭和人类社会对于能源需求的不断增大，能源危机已逐渐成为全球性问题。与此同时，传统能源消耗所带来的环境污染问题也越来越受到人们的重视。因此，人类开发的新能源需要同时具备储量丰富和无污染的特点。太阳能作为分布广泛的绿色能源能够满足以上两个需求。 光伏发电是未来太阳能利用的主要形式。逆变器是光伏系统的最核心组成部分，负责系统中太阳能到电能的能量变换。传统三电平逆变器属于降压型逆变器，其输出的电能具有电压变化率低、谐波含量少等优点。但为了防止短路，其同相上下桥臂不能直通，调制波中需要引入死区时间，这又在一定程度上降低了系统的可靠性和输出电能的质量。对于引入Z源网络的Z源逆变器中，可在直通和非直通两种模式下正常工作，并可以通过调整直通占空比，来控制其升降压特性。因此，Z源逆变器有较宽的输入电压范围和较高的系统可靠性。为了充分发挥两者的优点，文中采取了Z源三电平逆变器，并对其拓扑结构和工作原理进行了分析。在调制策略上采用SPWM策略，并重点对层叠载波法的生成原理进行了分析和仿真。在并网控制策略上采用三闭环策略，提高了并网电流的质量和系统的转换效率，并对其控制部分的硬件进行了设计。 通过Matlab/simulink仿真工具搭建了仿真模型，仿真结果达到了理论预期效果，验证了文中理论的正确性和整个系统的可行性。 【关键词】：光伏发电 Z源三电平逆变器 并网控制策略 最大功率跟踪
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615;TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 课题的研究背景与意义8-9
• 1.2 国外光伏发电技术的现状9-11
• 1.3 国内光伏发电产业发展现状11-12
• 1.4 光伏发电系统的分类12-13
• 1.5 本文研究的主要内容13-15
• 第二章 新型 Z 源三电平逆变器15-27
• 2.1 光伏并网系统对逆变器的要求15-16
• 2.2 光伏并网逆变器的选取16-19
• 2.3 Z 源三电平逆变器的工作原理与数学模型19-26
• 2.3.1 电路的拓扑结构19-20
• 2.3.2 电路的工作状态20-21
• 2.3.3 Z 源三电平逆变器的数学模型21-25
• 2.3.4 中点电位平衡25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 Z 源三电平逆变器的调制策略27-36
• 3.1 SPWM 控制技术27-28
• 3.2 三次谐波注入调制28-29
• 3.3 载波层叠法调制29-35
• 3.3.1 反相载波层叠调制29-33
• 3.3.2 同层载波层叠调制33-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 并网系统的控制策略36-47
• 4.1 Z 源三电平逆变器控制系统的整体设计36-37
• 4.2 直流母线电压控制环37-40
• 4.3 并网电流内环控制40-43
• 4.3.1 并网交流电流内环控制原理40-42
• 4.3.2 并网逆变器重复控制器的设计42-43
• 4.4 MPPT 直通零矢量环43-46
• 4.4.1 最大功率跟踪原理43-45
• 4.4.2 MPPT 直通零矢量环原理45-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第五章 控制系统的硬件设计47-52
• 5.1 DSP 主控单元47-48
• 5.2 PIM 智能模块选择48-49
• 5.3 信号检测及调理电路49-51
• 5.3.1 直流侧稳压电容电压检测49-50
• 5.3.2 并网电流采样调理电路50-51
• 5.3.3 电网电压采样调理电流51
• 5.4 本章小结51-52
• 第六章 仿真52-60
• 6.1 三电平与 Z 源三电平逆变器仿真对比分析52-57
• 6.2 Z 源三电平逆变器光伏并网系统仿真57-59
• 6.3 本章小结59-60
• 总结与展望60-62
• 参考文献62-65
• 发表论文和参加科研情况说明65-66
• 致谢66

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

交流传动系统三电平逆变器的实时仿真    应婷;王坚;

三电平逆变器直接转矩空间矢量脉宽调制算法研究    司雨;曹彧;

一种新型升压三电平逆变器    李鹏飞;高飞;潘俊民;

三电平逆变器控制策略的改进研究    凌臧;谭国俊;钱苗旺;

基于空间矢量切换的三电平逆变器中性点电位平衡策略    石新春;李光辉;付超;周国梁;

矿用三电平逆变器空间矢量脉宽调制算法实现    曹连兵;程红;尚欣;王洋;

基于不同调制方式的三电平逆变器仿真研究    牛海伟;任永峰;刘峰;关勇;丛雨;

一种新型正激式三电平逆变器    徐烨;李磊;夏华;韦余娟;

基于三电平逆变器的改进的空间矢量PWM控制算法    刘朋朋;王玉华;马辉;

新能源并网三电平逆变器中低功率区间效率优化    王菲;王勇;傅旻帆;

基于扇区细分的三电平逆变器直接转矩控制系统研究    李明;朱圆;韩迎朝;

三相三电平逆变器控制系统研究    李爽;刘浩;

新能源并网三电平逆变器中低功率区间效率优化    王菲;王勇;傅旻帆;

双三电平逆变器及其仿真    周华忠;刘惠康;胡志群;

基于三电平逆变器的并联型三相四线制有源电力滤波器综述    平阳乐;陈阿莲;杜春水;张承慧;

串联谐振全桥三电平逆变器波形最优控制及控制逻辑合成    董玮;孙孝峰;

基于零序电压注入的三电平逆变器窄脉冲补偿方法研究    冉旺;马亮;林飞;郑琼林;

基于非正交坐标系的三电平逆变器控制策略研究    祝龙记;张立;

基于改进型SVPWM算法的三电平逆变器仿真研究    姚哲之;易灵芝;李利娟;彭寒梅;符溪;

一种交流光伏模块系统拓扑建模和仿真    王洪礼;陈阿莲;张承慧;

三电平逆变器异步电机直接转矩控制的研究    宋文祥

交流电动机二极管箝位三电平逆变器PWM控制策略的研究    金舜

多电平变换器脉宽调制及其非线性控制方法研究    张志

三电平逆变器故障诊断研究    肖刚

基于空间矢量控制的三电平逆变器的研究    胡慧慧

基于三电平逆变器调速系统的研究    谭玉东

三电平逆变器直接转矩控制系统研究    马晓莉

三电平逆变器控制策略的研究    贾煜

三电平逆变器直接转矩控制系统的研究    邱世广

单相复合式三电平逆变器的研究    王学华

二极管钳位型三电平逆变器的研究    吴小溪

三电平逆变器的设计及仿真研究    冯冠男

三电平逆变器矢量控制系统研究    陈华国