t型三电平并网逆变器控制研究开题报告

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1、附件7：毕业设计（论文）开题报告题目T型三电平并网逆变器控制研究专业电气工程及其自动化班级电气1052014年5一、毕业设计(论文)课题来源、类型课题来源：与老师探讨，自己选择课题类型：应用型论文二、选题的目的及意义随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，并网逆变器的研发受到世界各国的普遍关注。并网效率和并网电流电能质量是并网逆变器的两个重要指标,PWM调制方式对效率和并网电流电能质量存在关键的影响。在此背景下，研究逆变器的拓扑结构以及其控制策略和并网控制方案。随着太阳能、UPS技术的不断发展和市场的不断扩大，对逆变器效率的要求也越来越被制造商

2、所重视，因此三电平的拓扑结构便应运而生。众所周知，传统的两电平并网逆变器开关损耗大，直流电压利用低，输出电流谐波高，无法实现高压高质量的并网要求。多电平逆变器不同于两电平变换器，其中采用电容或独立电源等方式产生多个电平，通过将多个功率器件按一定的拓扑结构组成可提供多电平输出的逆变电路，其主要目的是以尽量多的电平输出来逼近理想的正弦波形，从而减弱输出波形中的谐波影响。在获得高压输入输出特性的同时，多电平逆变器也减轻了器件上的高压应力，可以使用较低电压等级的器件构造高压变流器，解决了器件串并联带来的问题。多电平逆变器的出现，是电力电子技术发展的一个里

3、程碑，它使得高压变频调速技术迅速走向了实用化，让我们看到了高性能控制在高压变频技术上的应用的希望。近几年来,多电平逆变器成为人们研究的热点课题.三电平逆变器是多电平逆变器中最简单又最实用的一种电路。与传统两电平结构相比，三电平结构除了使单个IGBT阻断电压减半之外，还具有谐波小、损耗低、效率高等优势。5各种现代控制理论如自适应控制、自学习控制、模糊逻辑控制、神经网络控制等先进控制理论和算法也大量应用于逆变领域。其应用领域也达到了前所未有的广阔，从毫瓦级的液晶背光板逆变电路到百兆瓦级的高压直流输电换流站；从日常生活的变频空调、变频冰箱到航空领域的机

4、载设备；从使用常规化石能源的火力发电设备到使用可再生能源发电的太阳能风力发电设备，都少不了逆变电源。毋须怀疑，随着计算机技术和各种新型功率器件的发展，逆变装置也将向着体积更小、效率更高、性能指标更优越的方向发展。前几年,随着西班牙、德国、美国、日本对本国光伏产业的政策扶持，全球光伏发电逆变器的销售额逐年递增,光伏发电用逆变器进入了一个快速增长的阶段。但目前全球光伏逆变器市场基本被国际几大巨头瓜分，欧洲是全球光伏市场的先驱,具备完善的光伏产业链，光伏逆变器技术处于世界领先地位。SMA是全球最早也是最大的光伏逆变器生产企业(德国市场占有率达50%以上

5、)，约占全球市场份额的三分之一,第二位是Fronius。全球前七位的生产企业占领了近70%的市场份额。金融危机以后，美国、意大利市场迅猛发展，尤其是美国市场,奥巴马政府上台以后，发展速度非常之快,将取代德国成为世界上最大的光伏逆变器消费市场。目前国内光伏并网逆变器市场规模较小，国内生产逆变器的厂商众多，但专门用于光伏发电系统的逆变器制造商并不多，但是不少国内企业已经在逆变器行业研究多年，已经具备一定的规模和竞争力，但在逆变器技术质量、规模上与国外企业仍具有较大差距。国内市场规模虽然较小，但未来光伏电站市场的巨大市场发展空间和发展潜力给国内企业带来

6、发展的历史机遇。逆变器仍需进一步提高和发展。这也就是研究并网逆变器的意义之所在。三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势5三电平结构作为多电平逆变器拓扑结构之一，自日本长冈科技大学难波江章（A.Nabae）等人于1980年在IEEE工业应用年会提出以来，这种拓扑结构在实际工业现场获得了广泛的应用。从20世纪90年代以来，以高压IGBT、IGCT为代表的性能优异的复合器件的发展引人注目，并在此基础上产生了很多新型的高压大容量变换拓扑结构，成为国内外学者和工业界研究的重要课题。我国也有不少单位在研究、开发和引进高压大容量多电平变换器的技术和设备。三电平

7、逆变器的结构较简单，其电路拓扑形式从一定意义上来说可以看成多电平逆变器结构中的一个特例，它的中点钳位及维持中点电位动态平衡技术、功率器件尖峰吸收缓冲电路、PWM算法简化及控制策略、高压功率器件的驱动及系统的工作电源等也是多电平逆变器控制需要研究解决的问题。从目前功率开关器件发展的水平来看，短时间还不可能出现耐压上万伏的器件，多电平技术是解决高压大功率变频调速的一个有效途径同时在当前电力系统高压直流输电的趋势下，多电平技术在电力输配电方面也有着重要的作用。目前关于三电平逆变器拓扑研究主要包括几种：（1）二极管箝位型三电平逆变器（又称npc型）,是三

8、电平逆变器拓扑结构中发展最早的也是目前应用最普遍的一种拓扑结构。（2）飞跨电容式多电平逆变器（3）多单元串联多电平逆变器（4）T字型三电