Z源三电平光伏逆变器控制策略研究

发布时间：2025-06-28 04:34

　　随着经济快速发展对能源需求的增加和以煤炭为主的化石能源的大量使用,我国面临的能源紧缺和环境污染压力日趋严峻,必须大力发展可再生能源以改善能源供给结构。近年来,我国的可再生能源消费不断增长,其中太阳能的增长尤为迅速,因此,提高光伏发电系统的性能至关重要。逆变器作为光伏发电系统的核心部件,是实现能量转换的重要桥梁。三电平逆变器因其波形质量高、器件电压应力小等优势,在光伏发电系统中应用越来越广泛。然而,太阳能板的电压是波动的,使用时需要在逆变器前增加一级升压环节,但两级式结构不仅增加成本,还会降低系统效率。Z源三电平逆变器具有升压输出能力,可以解决以上提到两级式结构问题。本课题以Z源三电平逆变器为研究对象,从以下几个方面展开课题研究:首先,阐述了Z源NPC三电平逆变器的工作原理,对其非直通和上、下直通状态的等效电路进行了分析,推导了Z源网络输出电压与直通占空比的数学关系,详细介绍了基于同相载波调制引入上下直通实现Z源网络升压的调制方法,为控制策略改进奠定基础。其次,分析中点电位不平衡的原因及直通状态的引入对中点电位产生的影响,推导了Z源NPC三电平逆变器的平均中性点电流数学模型。为解决直流母线...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
    1.2 课题的研究现状
        1.2.1 Z源逆变器拓扑的提出与发展
        1.2.2 Z源逆变器升压控制方法概述
        1.2.3 Z源三电平逆变器控制研究现状
    1.3 课题的研究内容与主要工作
第二章 Z源NPC三电平逆变器拓扑及其工作原理
    2.1 Z源NPC三电平逆变器拓扑结构分析
    2.2 Z源NPC三电平逆变器的等效电路及工作状态分析
    2.3 Z源NPC三电平逆变器基本调制策略
    2.4 本章小结
第三章 中点电位低频振荡消除混合调制策略
    3.1 Z源NPC三电平逆变器中点电位不平衡分析
        3.1.1 非直通状态下中点电位不平衡分析
        3.1.2 平均中性点电流数学模型
        3.1.3 直通状态对中点电位的影响分析
    3.2 中点电位低频振荡消除混合调制策略
        3.2.1 最优零序电压补偿值分析计算
        3.2.2 Z源网络升压与振荡消除协调控制
        3.2.3 低频振荡消除混合调制策略的实施
    3.3 混合调制策略仿真验证及分析
    3.4 本章小结
第四章 Z源三电平逆变器开关损耗减小控制策略
    4.1 应用于Z源三电平逆变器的开关损耗减小控制策略
        4.1.1 传统DPWM控制策略介绍
        4.1.2 Z源三电平逆变器开关损耗减小控制策略介绍
        4.1.3 仿真验证及分析
    4.2 考虑中点电位平衡的开关损耗减小控制策略
        4.2.1 考虑中点电位平衡的开关损耗减小控制策略介绍
        4.2.2 仿真验证及分析
    4.3 本章小结
第五章 Z源NPC三电平逆变器的软硬件设计
    5.1 硬件电路设计
        5.1.1 Z源网络参数设计
        5.1.2 主电路开关器件参数设计
        5.1.3 驱动电路设计
        5.1.4 电压检测电路设计
        5.1.5 电流检测电路设计
    5.2 软件程序设计
        5.2.1 Z源三电平逆变器主程序设计
        5.2.2 中点电位低频振荡消除混合调制策略软件程序设计
        5.2.3 开关损耗减小控制策略软件程序设计
    5.3 Z源NPC三电平逆变器实验验证
        5.3.1 中点电位低频振荡消除混合调制策略验证
        5.3.2 开关损耗减小控制策略验证
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
读研期间发表的论文和参加的科研项目
学位论文评闳及答辩情况表



本文编号：4054433