两级式逆变器损耗建模及优化设计

《两级式逆变器损耗建模及优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文两级式逆变器损耗建模及优化设计学位申请人：钟青峰学科专业：电气工程指导教师：袁义生教授答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和

2、撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。本人签名____________导师签名____

3、______日期___________本文受国家自然科学基金项目资助—两级式逆变器在线效率优化及相关问题研究（51467005）本文受江西省重点研发计划项目资助—多层效率优化控制的直流充电桩功率模块的研制（20171BBE50018）摘要两级式逆变器损耗建模及优化设计摘要两级式逆变器通过储能元件进行解耦，实现前后级独立控制，控制器设计简单，可实现MPPT，光伏组件无需串联到高电压等级，被广泛应用于光伏发电并网系统中。在欧洲效率标准中，需要测量装置在不同的输出功率点/不同的光伏电压下的效率值，将其加权后得到的最终效率必须满足欧效标

4、准。因为无法准确地预估器件的损耗，工程师不得不在设计→调试→测试间反复工作，耗费大量的人力和时间以寻求一个最高的可标注的欧洲效率。所以，研究两级式逆变器的损耗建模方法至关重要，它能够为光伏逆变系统的设计和测试节约大量时间。本文首先阐述了两级式逆变器的基本结构和工作原理，分析了前级Boost电路和后级单相全桥逆变电路的详细工作过程，得到前后级电路基本公式，并根据开关管的简化公式推导两级式逆变器基本损耗模型。然后分析Datasheet中IGBT损耗曲线，利用多项式拟合法获得开通损耗Eon和关断损耗Eoff与漏极电流ic之间的函数关系

5、Eon=f1(ic)和Eoff=f2(ic)，根据前后级基本公式推导出两级式逆变器损耗模型。由于功率二极管反向恢复特性的存在，使得开关管开关过程中出现电压电流尖峰，极大地增加了开关应力和开关损耗，导致开关管损耗建模更加复杂。为了获得简单、精确且通用性广的功率二极管反向恢复特性模型，为“互动效应”中的开关管开关特性的研究提供理论基础，同时为开关变换器效率提升方法的研究提供帮助，采用曲面拟合和数据映射来建立功率二极管反向恢复特性模型，获得功率二极管反向恢复特性曲线与关断前正向电流IF、回路分布电感Ls的关系。最后从电路整体的损耗出发

6、，采用智能学习算法支持向量机建立两级式逆变器的效率模型，利用遗传算法对模型2个重要参数g和C进行优化，并实验验证之。关键词：两级式逆变器；损耗模型；功率二极管；智能算法IAbstractLOSSMODELINGANDOPTIMALDESIGNOFTWOLEVELINVERTERABSTRACTThetwolevelinverterisdecoupledthroughenergystorageelementstorealizethefrontandbackstagecontrolindependently.Itcanrealize

7、MPPTeasilyanditscontrollerissimpleindesign.ItsPVmodulesalsoneednotbeconnectedtohighvoltagelevelinseries,andareappliedwidelyingridconnectedphotovoltaicgenerationsystem.IntheEuropeanefficiencystandard,itisnecessarytomeasuretheefficiencyofthedeviceatdifferentoutputpower

8、pointsanddifferentPVvoltages,andthefinalefficiencyafterweightingissatisfiedwiththeEuropeanstandard.Becausethelossofdevicescannotbea