准z源光信并网逆变器的研究与设计

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1、学校代号：10532学密号：S1209W227级：普通湖南大学工程硕士学位论文准Z源光伏并网逆变器的研究与设计n‘一．⋯‘一⋯1KesearchandDesignonassociateZ-sourceGrid—connectedInverterbyHUANGLaifuB．E．(EastChinaJiaotongUniVersity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringElectricalEngineeringintheGra

2、duateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorDengJianguo，SeniorEngineerWangMinhuiApril，2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：兹桷日期：矽，够年，月／乡日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关

3、保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密硒。(请在以上相应方框内打“／”)作者繇僮尔锄翩虢p司丑犷日期：矽／中年，月f乡日日期：为l眵年，月7弓日准z源光伏并网逆变器的研究与设计摘要在分布式发电系统中，光伏并网逆变器连接太阳能电池板与电网，它的性能的好坏直接关系到光伏并网的成功与否。在这其中，准Z源光伏并网逆变器是近

4、年来出现的一种新型逆变结构的变换器，该逆变结构弥补了传统逆变器在拓扑结构上诸如可靠性差、效率低等缺陷。尤其在新能源逆变系统中，传统的电压源与电流源逆变器由于自身的特点，存在应用范围小、抗干扰能力弱等问题。本文着重分析了单相准Z源逆变器，该拓扑阻抗网络中的电容承受的电压明显减小，而且该拓扑可以采用软启动阻抗网络电容电压的方式消除了启动冲击，提高了系统的稳定性。仿真和实验波形也证明，该准Z源光伏并网逆交器能够实现时刻捕捉太阳能电池板的最大功率点，并且在此工作点上，还能够以单位功率因数的工作方式，向电网侧供电，本文的主动孤岛保护方法，具有孤岛保护的功能。通过分析系统阻抗网络

5、状态，对准z源逆变器进行了数学建模，得到了阻抗网络的传递函数与控制框图，采用直接控制准Z源逆变器交流侧的输出电流，调节负载电流就可以达到控制准z网络电容电压的目的，即间接控制逆变桥臂直流母线电压峰值的控制策略，根据电感电流、直流母线电压和输出电流、电容电压之间的函数关系式，进行调节器参数的设置，完成了控制器设计。控制有源占空比，实现了准Z源光伏并网逆变器以单位功率因数向电网馈电的目的。首先，本文在详细分析准Z源逆变器的各种工作状态后，针对输出电压、电流的要求，设计了输出端的滤波器。其次，本文详细分析了准Z源逆变器的控制策略，采用简单升压调制法，通过单极性SPWM调制方

6、式，插入了预期的直通状态，实现了升降压的目的；提出了一种基于扰动观察法直接控制直通占空比的控制策略，从而完成了MPPT的功能；然后，针对光伏并网逆变器的几种锁相环技术进行了对比分析，针对单相同步锁相环、三相同步锁相环的优缺点，本文提出的一种虚拟三相同步锁相环方法，并建立了该锁相环相应的环路模型，进行了稳定性分析，设计了控制器参数，最后给出了仿真和实际运行结果，证明了该锁相环具有较好的工作性能。通过上述的研究和设计策略，针对准Z源光伏并网逆变器，设计了主动移频法的主动孤岛相结合的控制方式，实现了孤岛保护功能。关键词：Z源／准Z源逆变器；直通；改进型SPWM调制；双闭环控

7、制；软启动；锁相环；孤岛保护IIAbstractInadistributedpowergenerationsystem，PVgridconnectedsolarPanelstothegrid，itsperformanceisdirectlyrelatedtothesuccessofphotoVoltaicgnd·Inthisonequas．Z．source-anewtypeo士1nVerter,iphotovoltaicgridconnectedinverterisconverterstructureinrecentyears，whichmakeup