基于Z源型逆變器的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究.pdf

1、為了可再生能源的利用和社會(huì)的持續(xù)發(fā)展，在世界范圍內(nèi)，光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)正在蓬勃發(fā)展。并網(wǎng)逆變器為整個(gè)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，為提高光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的靈活性、可靠性和并網(wǎng)電能的質(zhì)量，系統(tǒng)的并網(wǎng)變流器單元可以采用一種全新的Z源型逆變器電路結(jié)構(gòu)。本文在對(duì)Z源型逆變器深入分析的基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行研究。其中主要研究?jī)?nèi)容有： 1.對(duì)Z源型逆變器的拓?fù)浼肮ぷ髟磉M(jìn)行深入分析。根據(jù)其逆變母線側(cè)輸出特性的不同分為電壓模式Z源型逆變器

2、(VMZSI)和電流模式Z源型逆變器(CMZSI)，分別分析兩者的工作原理及波形特性，并運(yùn)用拓?fù)浞治鲋械膶?duì)偶原理推倒出兩種工作模式具有對(duì)偶特性的結(jié)論。最后，通過(guò)與常規(guī)型逆變器的比較，得出它們之間的聯(lián)系與區(qū)別，并對(duì)Z源逆變器的優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。 2.對(duì)電壓模式Z源型并網(wǎng)逆變器進(jìn)行狀態(tài)空間平均法進(jìn)行建模分析。將功率變換開(kāi)關(guān)電路的非線性時(shí)變方程逐步轉(zhuǎn)化為線性時(shí)不變方程，并由此進(jìn)行傳遞函數(shù)推導(dǎo)。 3.重點(diǎn)分析了VMZSI應(yīng)用于光

3、伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制策略。通過(guò)電路結(jié)構(gòu)和控制目標(biāo)將變換器控制系統(tǒng)分為三個(gè)閉環(huán)結(jié)構(gòu)：并網(wǎng)交流電流環(huán)、Z源電容電壓環(huán)、光伏陣列輸入電壓環(huán)。在對(duì)各個(gè)閉環(huán)控制原理分析的基礎(chǔ)上，采用經(jīng)典控制理論中圖解根軌跡法對(duì)調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并以系統(tǒng)的動(dòng)、穩(wěn)態(tài)特性進(jìn)行驗(yàn)證，得出滿(mǎn)足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的調(diào)節(jié)器。 4.對(duì)VMZSI系統(tǒng)的主電路參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。以滿(mǎn)足快速電流跟蹤和抑制電流諧波的原則設(shè)計(jì)交流電感；以抑制直流電壓中二次電壓波動(dòng)量的原則設(shè)計(jì)Z源電容；以滿(mǎn)

4、足非諧振最小值和抑制紋波的原則設(shè)計(jì)Z源電感，以抑制電壓紋波的條件設(shè)計(jì)光伏陣列濾波電容。 5.對(duì)應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)方法和反孤島保護(hù)進(jìn)行分析和概述。MPPT方法主要介紹了擾動(dòng)觀測(cè)法和電導(dǎo)增量法，實(shí)現(xiàn)了功率尋優(yōu)要求。反孤島保護(hù)主要介紹了Sandia頻移法的原理和工作過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了可靠保護(hù)與穩(wěn)定工作相結(jié)合。 6.為了驗(yàn)證分析地正確性，以功率為3Kw的VMZSI光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真吻合，說(shuō)