基于級聯(lián)H橋的大功率光伏逆變器研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類社會對于能源的依賴程度越來越高，能源問題影響著社會的進(jìn)步和發(fā)展，已經(jīng)引起世界范圍內(nèi)許多國家的關(guān)注。由于傳統(tǒng)化石能源的不可再生性，改善現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)、大力發(fā)展和利用新型能源，已經(jīng)成為解決能源問題的普遍共識。太陽能具有可再生性、廣泛性等一系列優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)良的新能源。作為太陽能利用的有效形式之一，光伏發(fā)電技術(shù)成為當(dāng)下的研究熱點(diǎn)。
　　 光伏并網(wǎng)逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，逆變器性能的優(yōu)劣直接影響著發(fā)電系統(tǒng)的

2、效率和可靠性?；诩壜?lián)H橋的雙級式逆變器能夠較好的應(yīng)用于高電壓場合，同時輸出電平數(shù)多、電能質(zhì)量較高，符合當(dāng)下光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展。這種逆變器拓?fù)浞譃镈C/DC級和DC/AC級，其中DC/DC級控制逆變器直流側(cè)電壓，DC/AC級實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)逆變功能，本文的研究重點(diǎn)為逆變器后級，即DC/AC級。在分析比較了幾種常見電路的優(yōu)缺點(diǎn)之后，確定了逆變器DC/AC級的主電路拓?fù)?，并根?jù)應(yīng)用場合的需要對H橋主要元器件進(jìn)行了選型。
　　 并網(wǎng)發(fā)電是光伏

3、并網(wǎng)逆變器的主要功能，因此并網(wǎng)逆變控制策略的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。本文首先研究了基于電流閉環(huán)的逆變控制策略，對于使用到的電網(wǎng)電壓前饋、PI調(diào)節(jié)器參數(shù)配置等技術(shù)進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析和計(jì)算。對于級聯(lián)型逆變器可能出現(xiàn)的電壓不平衡現(xiàn)象，本文也提出了一種基于占空比修正的補(bǔ)償方式，改善了電壓不平衡時，系統(tǒng)輸出的電能質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，針對三相逆變器采用前饋解耦控制策略，并在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下設(shè)計(jì)了功率控制環(huán)，實(shí)現(xiàn)了逆變器輸出有功功率和無功功率的獨(dú)立控制。針對所研

4、究的級聯(lián)H橋逆變器，采用基于單極倍頻的載波移相調(diào)制策略，并建立了這種調(diào)制方法的數(shù)學(xué)模型。最后通過仿真分析，驗(yàn)證了并網(wǎng)逆變控制的可行性。
　　 針對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特殊性，本文在并網(wǎng)逆變控制的基礎(chǔ)上研究了孤島檢測技術(shù)。孤島效應(yīng)對于分布式發(fā)電系統(tǒng)的安全性會造成一定影響，因此孤島檢測技術(shù)對于光伏并網(wǎng)逆變器尤為重要。對孤島效應(yīng)的非檢測區(qū)建立了數(shù)學(xué)模型之后，本文提出了基于正反饋的孤島檢測方法，并在MATLAB/Simulink平臺下進(jìn)行