三電平光伏并網(wǎng)逆變器控制方式及效率分析研究.pdf

1、近年來(lái)以光伏發(fā)電為代表的新能源的開(kāi)發(fā)和利用是當(dāng)前世界各國(guó)在實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和人類可持續(xù)發(fā)展中所共同面臨的重大機(jī)遇和挑戰(zhàn)。相比兩電平并網(wǎng)逆變器，中點(diǎn)鉗位式三電平逆變器由于具有功率器件耐壓要求低、輸出電壓諧波含量小等優(yōu)點(diǎn)，成為高壓大功率應(yīng)用領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。
　　首先，本文以三電平NPC逆變器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，闡述了三電平逆變器的運(yùn)行機(jī)理和控制規(guī)律。其次，在研究?jī)呻娖侥孀兤骰A(chǔ)上，總結(jié)了三電平逆變器的各種PWM調(diào)制技術(shù)，并對(duì)其中空間電

2、壓矢量調(diào)制技術(shù)，詳細(xì)分析了采用最近三矢量法合成基本相量。針對(duì)三電平中點(diǎn)鉗位式逆變器固有的中點(diǎn)電壓失衡問(wèn)題，本文采用基本相量對(duì)中點(diǎn)電壓影響的定性分析和中點(diǎn)電流的定量分析得出了各相量對(duì)中點(diǎn)電位的影響，并且得出通過(guò)對(duì)冗余短相量作用時(shí)間分配能夠控制中點(diǎn)電位的結(jié)論。再次，通過(guò)對(duì)三電平逆變器并網(wǎng)的數(shù)學(xué)建模，采用了雙閉環(huán)的前饋解耦控制策略，使其具有良好的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能，并且保證輸出電流波形正弦性好，能夠?qū)崿F(xiàn)單位功率因數(shù)運(yùn)行。通過(guò)對(duì)三電平逆變器和兩

3、電平逆變器的器件通態(tài)損耗、開(kāi)關(guān)損耗的計(jì)算，對(duì)兩種逆變器進(jìn)行逆變效率的對(duì)比。
　　在理論分析的基礎(chǔ)上，對(duì)三電平并網(wǎng)逆變器的控制算法、中點(diǎn)電位控制進(jìn)行Matlab/Simulink的仿真分析。在文章的最后給出了軟件設(shè)計(jì)的主程序和定時(shí)器中斷子程序的流程圖，并對(duì)部分算法給出了詳細(xì)的流程。本文選取了一臺(tái)6KW的三電平光伏并網(wǎng)逆變器樣機(jī)，進(jìn)行了光伏并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)和中點(diǎn)電壓控制算法驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明三電平逆變輸出更接近正弦波，中點(diǎn)電壓平衡算