基于Z源并網(wǎng)逆變器的拓撲分析及單周控制策略研究.pdf

1、Z源逆變器拓撲是一種單級升壓逆變電路,其拓撲本身的優(yōu)點是高效率、強可靠性和低成本，可以廣泛用于太陽能光伏逆變發(fā)電、風(fēng)能并網(wǎng)發(fā)電以及其他各種新能源等輸入電壓變化較大的場合。相對于傳統(tǒng)橋式逆變器，Z源逆變器特有的Z源網(wǎng)絡(luò)容許其工作在直通狀態(tài)而不損害電路元件，而且能夠利用直通狀態(tài)對輸入電壓進行升壓穩(wěn)壓功能以保證逆變直流側(cè)輸入條件，同時控制開關(guān)管的PWM信號不用加入死區(qū)時間，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性與輸出電能波形質(zhì)量。但是傳統(tǒng)Z源逆變器也有缺陷，其局限

2、性在于啟動沖擊存在、電路體積較大以及升壓能力不足等。論文在分析傳統(tǒng)逆變器局限性的基礎(chǔ)上，介紹了兩種實用創(chuàng)新型Z源并網(wǎng)逆變器，以針對性的改善傳統(tǒng)Z源逆變器的部分缺陷；同時，運用單周控制思想，研究了直接單周與間接單周兩種控制方式在Z源三相并網(wǎng)逆變器的運用。
　　論文最初分析傳統(tǒng)橋式逆變橋的不足以及Z源逆變器的優(yōu)點，介紹了Z源網(wǎng)絡(luò)改進拓撲與控制方法的研究現(xiàn)狀，引出單周控制已廣泛運用在實際工業(yè)場合中；通過狀態(tài)平均法建立Z源并網(wǎng)逆變器的系統(tǒng)

3、狀態(tài)方程，搭建基于dq坐標(biāo)系的系統(tǒng)控制電路，仿真驗證其輸出電能質(zhì)量。
　　接著，詳細討論了傳統(tǒng)型Z源逆變器的局限性，并且針對部分缺陷介紹了兩種實用型拓撲電路結(jié)構(gòu)，分別介紹了兩種電路的工作原理；以控制并網(wǎng)電流和恒定Z源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中電容電壓為原則推導(dǎo)了系統(tǒng)的狀態(tài)方程并搭建控制電路；分別搭建MATLAB仿真模型驗證兩種拓撲在穩(wěn)態(tài)、輸入波動以及并網(wǎng)功率改變等情況下分析波形輸出。
　　然后，闡述了單周控制思想以及開關(guān)電路工作原理，并結(jié)合

4、單周控制理論對三相Z源并網(wǎng)逆變器進行了建模分析，分別推導(dǎo)了三相直接單周控制與三相間接單周控制方程，搭建控制電路，最后通過仿真對穩(wěn)態(tài)、輸入波動以及并網(wǎng)功率改變等情況對輸出波形進行了分析，驗證了單周控制在Z源逆變器中并網(wǎng)控制的理論正確性。
　　最后，在分析實用型Z源并網(wǎng)逆變器以及間接單周控制理論的基礎(chǔ)上設(shè)計了小功率實驗樣機，并分別對電路中Z源網(wǎng)絡(luò)電感、電容以及并網(wǎng)端濾波電感等系統(tǒng)參數(shù)進行詳細的設(shè)計，并且運用DSP2808最小控制系統(tǒng)搭