z源三电平逆变器及其并网控制方法研究

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1、分类号TM464密级公开单位代号10256学号15104014硕士学位论文DissertationforMaster’sDegreeZ源三电平逆变器及其并网控制方法研究学位申请人：余德清指导教师：程启明学科专业：电气工程电机与电器学位类别：工学硕士所属院系：自动化工程学院2018年3月分类号TM464密级公开单位代号10256学号15104014上海电力学院硕士学位论文Z源三电平逆变器及其并网控制方法研究学位申请人：余德清指导教师：程启明学科专业：电气工程电机与电器学位类别：工学硕士论文定稿日期：2018.03摘要Z源三电平逆变器及其

2、并网控制方法研究摘要逆变器作为微电网的接口器件，是分布式能源、电网和负载间能量传递的桥梁。近年来，随着可再生能源的广泛应用和微电网技术的发展，新型逆变器拓扑及其并网控制策略的研究成为热点。Z源三电平逆变器具有较小的电磁干扰和较低的输出电压谐波畸变率，能够实现升降压变换，控制中无需再插入死区时间，提高了逆变效率。本文对Z源三电平逆变器的拓扑结构、调制方法和并网控制策略进行了研究，并提出一种新型的准Z源三电平逆变器拓扑结构。首先，对传统单Z源中点钳位式(NeutralPointClamped,NPC)三电平逆变器的拓扑结构和工作原理做了详

3、细介绍，并分析了其存在的不足，在此基础上介绍了几种改进型Z源NPC三电平逆变器，并分析比较了不同拓扑结构的优缺点。研究发现，目前已提出的Z源NPC三电平逆变器拓扑结构均存在Z源网络电容电压应力大的问题。然后，在研究了Z源三电平逆变器的载波脉宽调制和空间矢量脉宽调制原理的基础上，提出一种降电容电压型准Z源NPC三电平逆变器拓扑结构，能够有效减小Z源网络电容电压应力、抑制启动冲击电流。本文详细介绍了新型降电容电压型准Z源NPC三电平逆变器的工作原理，推导出新型准Z源网络中电感与电容参数的取值公式，并搭建了新型准Z源三电平逆变器的仿真模型进

4、行验证。最后，研究了新型准Z源NPC三电平逆变器的并网控制策略，将恒功率控制、恒压恒频控制和下垂控制三种逆变器控制方法应用于本文提出的降电容电压型准Z源NPC三电平逆变器。分别对这三种控制方法原理进行理论分析，构建了准Z源NPC三电平逆变器的并网控制系统，在Matlab/Simulink软件环境中搭建了仿真模型进行验证。仿真结果证明，新型准Z源NPC三电平逆变器适用于这三种传统逆变器控制方法，可以应用于微电网中。关键词：Z源逆变器；中点钳位式；三电平逆变器；空间矢量脉宽调制；并网控制；I上海电力学院硕士学位论文ResearchonZ-

5、SourceThree-LevelInverterandItsGrid-ConnectedControlMethodsABSTRACTAstheinterfacedeviceofthemicro-grid,theinverteristhebridgeoftheenergytransferbetweenthedistributedenergyresources,gridandloads.Inrecentyears,withthewideapplicationofrenewableenergyandthedevelopmentofmicr

6、o-gridtechnology,theresearchonthenewtopologyofinverteranditsgrid-connectedcontrolmethodshasbecomeahotspot.TheZ-sourcethree-levelinverterhassmallerelectromagneticinterferenceandloweroutputvoltageharmonicdistortionrate.Ithasbothbuckandboostability,andnodeadtimeisneeded,so

7、theefficiencyofenergytransfercanbeimproved.Inthispaper,thetopology,modulationmethodsandgrid-connectedcontrolstrategiesofZ-sourcethree-levelinverterarestudied,andanewquasi-Z-sourcethree-levelinvertertopologyisproposed.Firstly,thetopologicalstructureandworkingprincipleoft

8、hetraditionalsingleZ-sourceNPCthree-levelinverterareintroducedindetail,anditsshortcomingsareanalyzed.Onthisbas