串联型Z源逆变器应用于光伏发电的关键技术研究

【摘要】： 串联型Z源逆变器是一种新颖的功率变换拓扑,直通状态的引入,使得这种单级式结构能够实现通常需要DC/DC+DC/AC的两级式结构才能够完成的升降压变换功能,因此在光伏发电等输入电压会在大范围内变化的场合,串联型Z源逆变器有着广阔的应用前景。 本文首先介绍了串联型Z源逆变器的工作原理,然后研究了一种适用于该逆变器的SVPWM调制策略,提高了Z源网络的等效开关频率,并且分析了在这种SVPWM调制策略下电路参数的设计依据。 对直流链电压控制方法进行了归纳和总结,在吸收了各自优点的基础上,提出了一种直流链峰值电压间接控制方法。该控制方法原理简单,实现方便,能够在变化的输入电压下保持直流链峰值电压为恒定值,一方面稳定了逆变部分的静态工作点,另一方面也降低了逆变部分调节器的设计难度。 将串联型Z源逆变器应用于光伏并网,根据其网侧数学模型,研究了并网电流在同步旋转dq坐标系下的解耦控制策略,使得并网电流的有功和无功分量可以独立控制。设计了系统的控制方法,使得串联型Z源光伏并网逆变器实现了通常需要两级式结构才能够实现的升压、并网和最大功率点跟踪的功能。 研究了串联型Z源逆变器带LC滤波器时的数学模型,并通过仿真验证了模型的正确性。针对直通占空比到Z源电容电压这一对控制至关重要的传递函数进行了深入的分析和研究,进行降阶处理后,设计了采用零极点补偿的调节器,显著增加了系统的带宽,增强了系统的稳定性。 设计了额定容量为3kVA的原理样机,对直流链峰值电压间接控制方法进行了仿真和实验验证,并在低电压下验证了串联型Z源光伏并网逆变器的可行性以及所采用控制策略的有效性。实验结果均表明了理论分析的正确性。 【关键词】：Z源逆变器 串联型 直通 SVPWM 光伏并网 MPPT
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 Z 源逆变器14-15
• 1.2 Z 源逆变器的应用领域概述15-16
• 1.3 串联型 Z 源光伏并网逆变器16-18
• 1.3.1 常规光伏并网逆变器的结构16
• 1.3.2 串联型Z 源光伏并网逆变器16-17
• 1.3.3 串联型Z 源光伏并网逆变器的特点17-18
• 1.4 本文的研究内容18-20
• 第二章 串联型Z 源逆变器20-30
• 2.1 串联型 Z 源逆变器的工作原理20-21
• 2.2 串联型 Z 源逆变器的一种非正常工作状态21-22
• 2.3 适用于串联型Z 源逆变器的SVPWM 调制策略22-25
• 2.3.1 调制原理22-24
• 2.3.2 实验结果24-25
• 2.4 串联型 Z 源逆变器的参数设计25-29
• 2.4.1 Z 源网络的设计25-28
• 2.4.2 功率器件的设计28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 串联型Z 源逆变器的直流链电压控制方法研究30-42
• 3.1 直流链电压控制的重要性和特殊性30-31
• 3.2 直流链电压控制方法31-36
• 3.2.1 直流链峰值电压直接控制方法31-33
• 3.2.2 直流链峰值电压间接控制方法33-35
• 3.2.3 直流链峰值电压控制方法总结35-36
• 3.3 Z 源电容电压可变的直流链峰值电压间接控制方法36-41
• 3.3.1 控制原理37-38
• 3.3.2 仿真研究38-39
• 3.3.3 实验研究39-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 串联型Z 源并网逆变器的研究42-62
• 4.1 串联型 Z 源逆变器的并网控制策略研究42-53
• 4.1.1 并网电流控制方法43
• 4.1.2 并网电流的控制结构43-47
• 4.1.3 控制系统结构47-48
• 4.1.4 软件设计48-51
• 4.1.5 仿真和实验结果51-53
• 4.2 应用于光伏发电的串联型 Z 源并网逆变器的设计53-61
• 4.2.1 光伏电池最大功率点跟踪54-56
• 4.2.2 串联型Z 源光伏并网逆变器的控制系统设计56-58
• 4.2.3 仿真和实验研究58-61
• 4.3 本章小结61-62
• 第五章 串联型Z 源逆变器的建模及调节器设计62-73
• 5.1 串联型 Z 源逆变器的数学模型62-69
• 5.1.1 等效电路模型62-63
• 5.1.2 状态空间平均法建模63-66
• 5.1.3 模型的仿真验证66-67
• 5.1.4 传递函数的简化67-69
• 5.2 直流链峰值电压间接控制的闭环设计69-71
• 5.3 仿真验证71-72
• 5.4 本章小结72-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 全文工作总结73
• 6.2 进一步工作展望73-75
• 参考文献75-79
• 致谢79-80
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的项目80

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

具有无功补偿功能的串联型Z源并网逆变器研究    丁久东

具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统    吴理博;赵争鸣;刘建政;王健;袁立强;

采用Z源变换器的小型风力并网逆变系统    许颇;张兴;张崇巍;曹仁贤;赵为;

改进Z源逆变器的三次谐波注入控制策略    张超华;汤雨;谢少军;

基于Boost变换器的光伏并网逆变控制系统研究    许颇;张崇巍;张兴;曹仁贤;

MM74HC4046在高频感应加热电源中的应用    王生德;刘平;申晋;王相友;

Z源逆变器交流调速系统前馈控制策略研究    丁新平;钱照明;崔彬;彭方正;

基于Z源逆变器的PMSG风电系统控制策略研究    王得利;宋丹;李杰;陈国呈;

一种新型光伏最大功率跟踪控制器的实现    张玉平;石新春;

Z源逆变器光伏并网系统模型及电路参数设计    田国胜;田艳兵;丁新平;张民;

便携式软吸收逆变焊机的研究    谢勇;殷明星;方宇;

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究    张超

Z源逆变器研究    汤雨

Z源逆变器的主电路研究    高奇

光伏并网电压型逆变器电压控制策略及MPPT研究    蒋永和

5kW光伏并网逆变器的研究    梁雪峰

几种无功补偿技术的分析和比较    杨孝志;

校验氧化锌避雷器带电测试仪的新方法    朱琦;王刘芳;王庆军;汪宇;

线性控制系统Nyquist稳定判据的教学方法研究    张德祥;王莹;张倩;张媛媛;

非连续电流模式移相并联降压变换器的特性    蔡昌友;张娜;

具有温控保护的低谐波失真AB类音频功放    邹连英;杨彪;张俊;

光伏并网系统中的无功及谐波电流检测与补偿    杨立永;王周龙;田红芳;

风力发电并网逆变器的前馈解耦控制    李正熙;郑春雨;樊生文;

基于Lyapunov理论的交流传动系统建模和稳定性分析    刁利军;刘志刚;孙大南;贾利民;

基于CANopen的能馈式供电系统网络控制研究    梅樱;刘志刚;张钢;王磊;全恒立;

基于SVPWM高功率因数整流器的建模与仿真    张树团;张凯;李静;

大信号开关调压系统的仿真与实验    张常年;潘彤;

基于线电流解耦算法的三相光伏并网系统    谭甲凡;

推拉式酸洗全自动活套速度PID控制及应用    田家垒;

河工潮汐模型潮水箱潮位控制策略研究    屈波;杜德军;彭涛;

电力电子技术教学内容改革探讨    张卫平;关晓菡;张东彦;

电力电子技术实验教学改革探讨    关晓菡;赵徐森;张卫平;刘元超;

基于MATLAB的变风量(VAV)空调系统的控制新策略的理论分析及研究    施志钢;胡松涛;王刚;李安桂;

三相PWM整流器基于虚磁链的直接功率控制    张明莲;王慧;杨雪峰;

基于DSP与FPGA的PWM整流器控制    周京华;李正熙;刘坤;

PWM整流器在感应加热电源中的应用    熊文;刘惠康;唐兴隆;

SOFC固体氧化物燃料电池分布式发电系统仿真及其潮流计算    刘杨华

类菱形车转向系统研究与分析    查云飞

多绕组变压器式可调电抗的研究与应用    田军

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

基于并网逆变器电能质量与变换效率的若干关键技术研究    杨波

多输入直流变换器电路拓扑及控制策略研究    李艳

多变换器模块串并联组合系统研究    陈武

基于VSR-VSI的永磁同步电机驱动控制系统研究    张平化

大功率三电平变换器关键技术及同步电机传动控制系统研究    李浩

大功率提升机三电平双馈调速关键技术研究    叶宗彬

基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究    杨亮

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

虚拟倒立摆系统的控制研究    郑洪波

太阳能辅助热泵多功能复合机的电气化改进及其控制    马秋环

基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究    高圆圆

基于ARM的SVG型低压无功补偿控制器的研究    张永臣

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

基于运动控制的虚拟样机技术的研究    杨列坤

智能控制算法在倒立摆系统中的应用研究    檀庭跃

BP神经网络研究与硬件实现    李安新

采用Z源变换器的小型风力并网逆变系统    许颇;张兴;张崇巍;曹仁贤;赵为;

Z源逆变器交流调速系统前馈控制策略研究    丁新平;钱照明;崔彬;彭方正;

基于Z源逆变器的PMSG风电系统控制策略研究    王得利;宋丹;李杰;陈国呈;

Z源逆变器光伏并网系统模型及电路参数设计    田国胜;田艳兵;丁新平;张民;

Z源变频调速系统及其空间矢量PWM控制方法    顾斌,钱照明,房绪鹏,高奇,彭方正

一种同时实现无功补偿的光伏并网发电技术    禹华军,潘俊民

Z-源逆变器在光伏发电系统中的应用    杨水涛;丁新平;张帆;钱照明;

Z源逆变器研究    汤雨

Z源逆变器的主电路研究    高奇

5kW光伏并网逆变器的研究    梁雪峰

新型Z源逆变器研究    张超华

小功率光伏并网逆变器控制系统的设计    李进国,金新民

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

西部省份光伏发电项目启动    

我国太阳能光伏产业的发展机遇与战略对策    沈辉;舒碧芬;闻立时;

SPWM逆变电源的自动主从并联控制技术    姜桂宾,裴云庆,王峰,杨旭,王兆安

西藏安多光伏电站电气设备绝缘特性的研究    孙广生,孔力,李安定

《电工电能新技术》2004年题目索引(2004 Index)    

无功补偿技术在光伏并网发电系统孤岛检测中的应用    禹华军,潘俊民

并网光伏系统最大功率点跟踪控制的一种改进措施及其仿真和实验研究    杨海柱;金新民;

新型三电平PWM交流斩波器    石勇,杨旭,王兆安

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

光伏并网功率调节系统及其控制的研究    汪海宁

分布式微网电力系统中多逆变电源的并网控制研究    鞠洪新

多功能智能化高性能正弦波逆变电源的研究    金成日

光伏并网/独立供电两用逆变电源的研究    吴杰

Z源整流器研究    谢晔源

车载逆变器及其应用    由一;

新兴微型逆变器或可拉动太阳能产业发展    

下一代可再生能源逆变器    兰月;

阳光电源中广核锡铁山60MW逆变器顺利交付    

全球市场准入并网光伏逆变器研讨会在苏召开    郝丽娟;

一种用于不间断电源的逆变器    骆雅琴;

TCL液晶彩电IPL32C电源与逆变器板维修(五)    孙德印;

西门子国产SINVERTPVS系列并网光伏逆变器正式投产    

CTC玻璃事业部参加德国中压设备接入规范及光伏逆变器全球认证技术研讨会    

应急电源用的EPS和UPS电源    李成章;

PWM逆变中IGBT的驱动与保护    舒志兵;刘俊泉;林锦国;赵英凯;

用于逆变器并联的电力线通信技术研究    陈君杰;冯峰;林新春;段善旭;康勇;

西门子POLYDOROS-80 X线机逆变器短路消除电路原理及故障检修    耿西亮;周树成;张兵;

三电平逆变器空间电压矢量调制算法的研究与实现    陈世浩;冯晓云;蒋威;韩坤;

一种新颖的正激直流环节逆变器的研究    李启明;严仰光;

PRC电源中负载变化对逆变器开关状态的影响    李金刚;钟彦儒;盛祖权;

基于双管正激变换器的单级逆变器研究    丛庆;马运东;

一种新型便携式逆变器的分析与设计    于海龙;刘锋;

基于SOPC的三电平光伏逆变器SVPWM的设计与实现    杜超;陈阿莲;段彬;张承慧;

一种新型的正弦波逆变器    陈江;马皓;徐德鸿;

要做全世界最好的光伏逆变器    CNE记者 段贵恒

光伏逆变器提高效率为先    本报记者 雷燕　李映

京仪绿能500千瓦逆变器通过认证    许子梦

京仪绿能500kW高效逆变器跻身世界先进水平    本报记者 宋斌斌

自制实用的逆变器    广东 潘成飞

逆变器市场需求旺 高压MLCC厂抢单    黄女瑛 DigiTimes

并网加速 光伏逆变器提升能效    本报记者 冯健

车载350W DC-AC逆变器    广东 蔡树鑫

拓新公司光伏逆变器通过国家权威机构认证    王宏宇　记者 赵晓强

我国大功率光伏逆变器转换率达98.8%    记者 胡兆珀

输入串联输出并联逆变器系统控制策略的研究    庄凯

中压静止无功发生器系统研究    郑宏

混合多电平逆变器拓扑及其市制方法研究    丁凯

户用式光伏并网发电控制策略的研究    任碧莹

动态电压恢复器逆变单元的研究与实现    赵艳雷

软开关三相PWM逆变技术研究    许春雨

功率变换器的分布式控制和结构研究    胡磊

组合式软开关高频链逆变器的研究    孙向东

Z源逆变器研究    房绪鹏

有源箝位谐振直流环节逆变器的双幅控制技术研究    张德华

串联型Z源逆变器应用于光伏发电的关键技术研究    魏居魁

600W光伏逆变器的研究    陈毅光

基于双CPU的UPS控制技术研究    吴渭

基于DSP的空间矢量逆变器的研究    傅乾斌

基于组合式逆变器并网发电的控制策略研究    李鹏程

用于电能质量控制器的可控电源的研究    施芳

1kVA三态准PWM电流滞环控制逆变器研究    章建峰

级联型逆变器的SPWM控制及开路故障诊断技术的研究    纪峰

SPWM逆变器控制技术研究    何中一

基于DSP控制的静止无功发生器的研究与试验    陈新苗