三電平光伏并網(wǎng)逆變器控制方式及效率分析研究.pdf

1、近年來以光伏發(fā)電為代表的新能源的開發(fā)和利用是當(dāng)前世界各國在實現(xiàn)環(huán)境保護和人類可持續(xù)發(fā)展中所共同面臨的重大機遇和挑戰(zhàn)。相比兩電平并網(wǎng)逆變器，中點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，成為高壓大功率應(yīng)用領(lǐng)域中的研究熱點。
　　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行機理和控制規(guī)律。其次，在研究兩電平逆變器基礎(chǔ)上，總結(jié)了三電平逆變器的各種PWM調(diào)制技術(shù)，并對其中空間電

2、壓矢量調(diào)制技術(shù)，詳細分析了采用最近三矢量法合成基本相量。針對三電平中點鉗位式逆變器固有的中點電壓失衡問題，本文采用基本相量對中點電壓影響的定性分析和中點電流的定量分析得出了各相量對中點電位的影響，并且得出通過對冗余短相量作用時間分配能夠控制中點電位的結(jié)論。再次，通過對三電平逆變器并網(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)運行。通過對三電平逆變器和兩

3、電平逆變器的器件通態(tài)損耗、開關(guān)損耗的計算，對兩種逆變器進行逆變效率的對比。
　　在理論分析的基礎(chǔ)上，對三電平并網(wǎng)逆變器的控制算法、中點電位控制進行Matlab/Simulink的仿真分析。在文章的最后給出了軟件設(shè)計的主程序和定時器中斷子程序的流程圖，并對部分算法給出了詳細的流程。本文選取了一臺6KW的三電平光伏并網(wǎng)逆變器樣機，進行了光伏并網(wǎng)實驗和中點電壓控制算法驗證實驗。仿真和實驗結(jié)果表明三電平逆變輸出更接近正弦波，中點電壓平衡算