混合箝位型三電平光伏逆變器研究與設(shè)計.pdf

1、近年來，隨著經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)革命的推進，能源和環(huán)境問題也日益凸顯，世界各國都面臨著愈加嚴峻的能源和環(huán)境壓力，大力發(fā)展綠色清潔的新能源成為了解決發(fā)展和能源環(huán)境之間矛盾的關(guān)鍵性突破口和必由之路。而太陽能因其儲量大、設(shè)備安裝便利、規(guī)模靈活而被公認為是21世紀(jì)新能源發(fā)展的主流方向，分布式光伏系統(tǒng)數(shù)量和并網(wǎng)運行規(guī)模不斷增大。隨著光伏系統(tǒng)的不斷發(fā)展和光伏組件技術(shù)的革新，對光伏逆變器也提出了更多更高的要求，三電平逆變器因其諸多優(yōu)點而成為了專家學(xué)者的研究

2、熱點，其波形質(zhì)量好、開關(guān)應(yīng)力小，在高壓大功率領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，然而其在中點電位平衡等問題上仍存在不足。
　　混合箝位型三電平拓撲結(jié)合了二極管箝位和飛跨電容拓撲的優(yōu)點，不受負載特性的影響，中點電位的平衡不需要依賴對電容電壓的檢測以及閉環(huán)控制。針對混合箝位型三電平逆變器，本文從以下幾個方面進行課題研究和系統(tǒng)設(shè)計:
　　首先對混合箝位型三電平拓撲電容電壓充放電回路進行了全面系統(tǒng)地分析，總結(jié)了箝位電容的充放電規(guī)律，并基于電容自平

3、衡機理提出了一種適用于混合箝位拓撲的調(diào)制策略，實現(xiàn)了混合箝位型三電平逆變器電容電壓自動均衡，提高了波形輸出質(zhì)量。
　　其次，對于混合箝位型三電平拓撲在中點電位平衡控制上的特殊性和簡便性，將混合箝位型三電平與Z源網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，分析了直通狀態(tài)的加入與箝位電容電壓控制的配合問題，提出一種可以實現(xiàn)Z源升壓和中點電位自平衡的控制策略;將混合箝位型三電平與環(huán)流控制問題相結(jié)合，可以避開三電平中點電位平衡與環(huán)流控制在小矢量選擇時出現(xiàn)的耦合問題，實現(xiàn)

4、二者的解耦控制，利用Matlab/Simulink搭建了系統(tǒng)仿真平臺，通過仿真驗證了所提方法的有效性。
　　再次，介紹了三相逆變器并網(wǎng)運行的工作原理，分析了數(shù)字鎖相環(huán)的原理，對電網(wǎng)的頻率與相位進行采集，實現(xiàn)了逆變器單位功率因數(shù)并網(wǎng)運行。對光伏發(fā)電系統(tǒng)中孤島現(xiàn)象的概念及機理進行了介紹，分析了幾種典型的被動檢測法和主動檢測法的優(yōu)勢和不足并根據(jù)孤島檢測在檢測效果和對波形質(zhì)量的影響上的矛盾問題，提出了一種改進的主動頻率偏移孤島檢測算法，改