级联多电平光伏并网逆变器功率分配策略的研究

【摘要】：近年来，多电平逆变器由于谐波含量小、电压和功率等级高的特性得到了飞速发展。其中，级联多电平结构应用最为广泛。本文对级联多电平光伏并网逆变器进行了深入的研究。 本文首先介绍了级联多电平拓扑结构，对级联多电平结构进行谐波分析，对比各电平输出电压的电压总谐波畸变率，阐述电压谐波畸变率的影响因素。其次，介绍载波移相PWM调制方法的工作原理。 针对级联多电平逆变器的特性，本文采用双闭环控制策略，前级最大功率点跟踪与后级电流内环和电压外环协同控制，实现系统的并网，动态特性和稳态性能良好。针对调制过程中的直流母线电压漂移问题，利用电压前馈机制改变电压参考值来进行补偿，使直流母线电压稳定输出。 基于级联多电平逆变器，本文对两种MPPT控制方法，即多路光伏阵列独立进行MPPT控制和多路光伏阵列共用一个MPPT控制方法进行仿真分析和实验验证。对比两种方法的优缺点，对两种方法的差异做出定量的分析，并得出两种控制方法对最大功率点的跟踪效率。 本文针对级联多电平三相并网逆变器，对现有功率分配策略进行仿真分析。在此基础上提出一种新的功率重新分配策略，通过对输出参考注入零序向量，使得在三相逆变输出相电压不对称时，保证三相逆变输出线电压对称，从而使输出电流对称，满足并网电流的要求。仿真和实验结果验证了理论的正确性。 【关键词】：级联多电平 光伏并网 独立MPPT控制 功率分配
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 课题研究的背景和意义8-9
• 1.2 多电平逆变器发展现状9-10
• 1.3 光伏阵列独立 MPPT 控制10-11
• 1.4 级联多电平逆变器并网控制存在的问题11
• 1.5 课题的主要研究内容11-13
• 第2章 级联多电平拓扑结构分析13-19
• 2.1 引言13
• 2.2 级联多电平结构13-14
• 2.3 多电平谐波分析14-18
• 2.4 本章小结18-19
• 第3章 级联多电平光伏并网控制策略19-28
• 3.1 引言19
• 3.2 载波移相 PWM 调制策略19-21
• 3.3 直流母线电容电压漂移补偿21-23
• 3.4 最大功率点跟踪23-24
• 3.5 系统闭环控制策略24-27
• 3.6 本章小结27-28
• 第4章 光伏阵列独立 MPPT 控制理论28-40
• 4.1 引言28
• 4.2 光伏电池板串联工作特性28-29
• 4.3 多路光伏阵列独立 MPPT 控制仿真分析29-34
• 4.4 多路光伏阵列共用一个 MPPT 控制仿真分析34-39
• 4.5 本章小结39-40
• 第5章 级联多电平光伏并网逆变器功率分配策略40-50
• 5.1 引言40
• 5.2 功率分配策略40
• 5.3 基于输入功率的功率重新分配策略40-44
• 5.4 基于输入电压的功率重新分配策略44-49
• 5.5 本章小结49-50
• 结论50-51
• 参考文献51-57
• 致谢57

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