基于不連續(xù)PWM調(diào)制的儲(chǔ)能逆變器研究.pdf

1、隨著全球性能源危機(jī)的不斷加劇,基于新能源的分布式發(fā)電系統(tǒng)受到廣泛關(guān)注和快速發(fā)展。由于太陽能、風(fēng)能的隨機(jī)性特點(diǎn),導(dǎo)致在用電高峰期不能提供足夠電能,在用電低峰時(shí)發(fā)出過剩電能的問題。電池通過儲(chǔ)能逆變器與分布式電網(wǎng)的能量雙向流動(dòng)達(dá)到為分布式發(fā)電消峰平谷的作用,有效解決了以上不平衡問題。儲(chǔ)能逆變器作為分布式發(fā)電中的一個(gè)重要組成部分,其變換效率的提高成為眾多學(xué)者研究的熱點(diǎn)。本文以儲(chǔ)能逆變器為研究對象,圍繞其調(diào)制策略、主電路參數(shù)設(shè)計(jì)等問題展開深入研究

2、。
　　首先,分析三相儲(chǔ)能逆變器的數(shù)學(xué)模型與控制系統(tǒng)。在主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和基本工作原理分析基礎(chǔ)之上,建立系統(tǒng)abc、αβ、dq坐標(biāo)下的數(shù)學(xué)模型,揭示了網(wǎng)側(cè)電流與交流側(cè)電壓之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。同時(shí)介紹了三相儲(chǔ)能逆變器系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu),分析了PWM調(diào)制在儲(chǔ)能逆變器中的作用。
　　其次,研究了不連續(xù)脈寬調(diào)制(DPWM)策略。首先介紹了PWM調(diào)制類型。然后,推導(dǎo)了4種DPWM調(diào)制策略的開關(guān)損耗與功率因數(shù)角之間的對應(yīng)關(guān)系。論文以調(diào)制電壓和輸出電

3、流大小為依據(jù)獲得了零序電壓表達(dá)式,根據(jù)零序電壓與對應(yīng)DPWM調(diào)制策略的關(guān)系,給出了損耗最小的調(diào)制信號實(shí)現(xiàn)方法。最后,通過一個(gè)周期PWM波形的傅里葉展開,得到了DPWM調(diào)制輸出相電壓的頻譜分布,為后續(xù)LCL參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。
　　然后,針對 DPWM調(diào)制輸出諧波增大的問題,提出了一種新的 LCL濾波器設(shè)計(jì)方法。通過LCL數(shù)學(xué)模型,分析了LCL型濾波器的濾波特性以及各個(gè)參數(shù)對其濾波效果的影響,給出了一種基于 DPWM調(diào)制策略的

4、LCL參數(shù)設(shè)計(jì)方法。根據(jù)以上對PWM調(diào)制輸出相電壓頻譜分析結(jié)果,重新計(jì)算了DPWM調(diào)制和連續(xù)脈寬調(diào)制(CPWM)產(chǎn)生諧波電流值,并算出一組實(shí)驗(yàn)平臺(tái)參數(shù)。
　　最后,對以上的 DPWM調(diào)制實(shí)現(xiàn)方法和新的 LCL濾波器設(shè)計(jì)方法的正確性進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過對仿真和實(shí)驗(yàn)所得儲(chǔ)能逆變器輸出相電壓的傅里葉分解,驗(yàn)證了諧波計(jì)算方法的正確性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明儲(chǔ)能逆變器效率得到了有效提高,同時(shí)輸出電流諧波符合設(shè)計(jì)要求。這充分證明了本文所采用調(diào)制方法