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三电平光伏并网逆变器并联零序环流分析与抑制

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 04:19:35
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三电平光伏并网逆变器并联零序环流分析与抑制【摘要】:逆并联技术是提高逆变器技术容量的重要研究方而之一,具有实现扩大容量及冗余度、提高功率密度、提高其可靠性等优点,近来因其广阔应用前

【摘要】:逆并联技术是提高逆变器技术容量的重要研究方而之一,具有实现扩大容量及冗余度、提高功率密度、提高其可靠性等优点,近来因其广阔应用前景成为研究的热点,另外,相比传统的两电平逆变器,三电平逆变器因其功率器件耐压等级低、谐波含量低及开关损耗低的优势,在中高压场合得到广泛应用,因此,三电平逆变器并联具有重要意义。 论文首先介绍了课题的研究背景,介绍了三电平逆变器常见拓扑及调制方法,重点介绍了应用广泛的空间矢量脉宽调制法(SVPWM)。对两台交直流侧均并联的中点筘位式(NPC)三电平逆变器的零序环流进行建模,研究了影响零序环流的因素。 零序电压与零序环流相关联,且注入零序电压的基于载波法的PWM调制(CB-PWM)更易于工程上实现空间矢量调制,探究了七段式空间矢量调制,又称最近3矢量空间矢量调制(NTV-SVM)的注入零序电压的载波实现,介绍了一种具有中点平衡能力的13矢量调制法(13V-SVM),在NTV-SVM及13V-SVM基础上,研究了基于合成中矢量的调制策略(MVS-SVM)及其载波实现;对比分析了不同调制策略对零序环流影响;引入零序环流控制(ZSCC)环,实现了零序环流的控制。 中点电位的不平衡是三电平NPC逆变器的一个固有问题,本文从矢量和中点电流的影响角度简单分析了中点电位平衡控制的规律,介绍了对称NTV-SVM中基于平衡因子的控制算方法,研究了一种简化的统一中点平衡算法,不局限于NTV-SVM,且同时适于存在零序电流的情况,通过注入零序电压的载波层叠调制法实现。最后提出零序环流兼顾中点平衡的控制策略。 在理论分析的基础上对三电平SPWM以及几种SVPWM算法、单台统一中点电位平衡算法以及零序环流兼顾中点平衡的控制策略利用Matlab/Simulink进行仿真分析,并且搭建了基于DSP和CPLD的实验平台进行了实验研究。仿真和实验的结果验证了系统结构和控制算法的科学性和有效性。 【关键词】:中点箝位式三电平逆变器 并联 零序环流 空间矢量脉宽调制 零序电压 中点电位平衡
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM464
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-8
  • 致谢8-14
  • 第一章 绪论14-22
  • 1.1 课题研究背景及意义14-15
  • 1.2 国内外研究现状15-20
  • 1.2.1 光伏并网逆变器的研究现状15-17
  • 1.2.2 光伏并网发电系统控制模式的研究现状17-19
  • 1.2.3 光伏并网逆变器并联技术的研究现状19-20
  • 1.3 本论文研究内容20-22
  • 第二章 三电平逆变器拓扑及调制方法22-36
  • 2.1 三电平逆变器的拓扑结构22-25
  • 2.2 三电平逆变器调制方法25-36
  • 2.2.1 阶梯波脉宽调制法25-26
  • 2.2.2 特定谐波消去PWM法26
  • 2.2.3 载波PWM法26
  • 2.2.4 空间矢量PWM调制法26-36
  • 第三章 三电平逆变器并联零序环流分析与抑制36-57
  • 3.1 三电平并联逆变器零序环流建模36-39
  • 3.2 SVPWM零序分量分析39-51
  • 3.2.1 最近3矢量空间矢量调制(NVT-SVM)39-44
  • 3.2.2 13矢量空间矢量调制(13V-SVM)44-45
  • 3.2.3 基于合成中矢量的调制策略(MVS-SVM)45-51
  • 3.3 不同调制策略对零序环流影响51-56
  • 3.3.1 电感参数对零序环流影响53-54
  • 3.3.2 调制波相位对零序环流影响54
  • 3.3.3 调制波幅值对零序环流影响54-55
  • 3.3.4 小结55-56
  • 3.4 三电平逆变器并联零序环流的抑制56-57
  • 第四章 三电平逆变器并联中点平衡抑制57-69
  • 4.1 三电平逆变器中点平衡分析57-58
  • 4.2 中点平衡控制算法58-64
  • 4.2.1 中点平衡控制简介58-59
  • 4.2.2 平衡因子法介绍59-60
  • 4.2.3 统一中点平衡算法60-62
  • 4.2.4 仿真验证62-64
  • 4.3 兼顾中点平衡的零序环流抑制64-69
  • 第五章 三电平逆变器实验研究69-81
  • 5.1 系统构成69
  • 5.2 硬件电路研究69-76
  • 5.2.1 主电路设计69-72
  • 5.2.2 控制电路设计72-76
  • 5.3 控制系统软件研究76-78
  • 5.3.1 软件流程设计76-77
  • 5.3.2 VB通信界而设计77-78
  • 5.4 实验结果与分析78-81
  • 5.4.1 实验介绍78
  • 5.4.2 两独立直流电源时并联零序环流实验78-79
  • 5.4.3 单台逆变器统一中点平衡算法实验79-81
  • 第六章 总结和展望81-84
  • 6.1 总结81-82
  • 6.2 展望82-84
  • 参考文献84-90
  • 攻读硕士学位期间发表的论文90


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