多电平光伏逆变器的研究与设计

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterResearchandDesignofMultilevelPhotovoitaicInverterBy：YuleiZhangSupervisor：Prof．MinGuoandYuxiangZhangPhysicalElectronicsPhysicalEngineeringSchoolApril，2014学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研

2、究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位敝作者．弘砒绝日期：矽，眵年f月／7El学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或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；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数

3、据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。⋯一：盈讹日期：∥甲年／月／7日摘要随着当今社会的快速发展，能源环境危机问题越来越突出。煤炭、石油和天然气等非可再生能源已经不能满足人类可持续发展的需要，而在众多可再生能源中，太阳能具有可持续利用、无污染、成本低廉的优点。太阳能发电是太阳能利用的主要形式，而逆变器是太阳能发电系统的核心装置。逆变器的

4、拓扑结构和控制策略对发电质量有着决定性的作用。近年来多电平逆变器成为众多学者的研究热点，因为多电平逆变器具有输出电压变化率小、输出电压电流谐波畸变小、开关器件频率低损耗小和输出共模电压小等优点，这些优点使得多电平逆变器在光伏发电系统中拥有广阔的应用空间。本论文首先介绍了太阳能电池的特性、光伏发电技术和多电平逆变器的发展及应用等。分析了几种常见的多电平逆变器的拓扑结构的特点和几种常用的多电平逆变器的PWM调制策略的特点。对一种基于二极管的二进制级联叠加式多电平逆变器进行改进使其应用于光伏并网中，把单

5、相多电平空间矢量调制策略应用于基于二极管的二进制级联叠加式多电平逆变器的并网策略中，并在MATLAB／SIMULINK中搭建电路模型进行了的仿真验证。提出了一种适用于光伏发电领域的一种新型不对称三电平三相逆变器拓扑结构，对其工作原理进行了分析，然后以逆变器输出电压的谐波畸变率和开关器件的损耗为依据分析比较了多电平逆变器的PWM调制策略，研究了电容电压变化时对逆变器输出线电压的影响，并在MATLAB／SIMULINK中建立电路系统模型进行了仿真验证。其次，以型号TMS320F28335的DSP芯片为

6、核心处理器设计了新型不对称三电平三相逆变器的验证性硬件电路，并对逆变器的硬件系统进行了介绍。最后对全文所做工作进行了总结和展望。关键字：光伏发电；多电平逆变器；谐波畸变；PWM调制策略；SIMULINK仿真AbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofthesociety，problemsofenergyandenvironmentcrisisbecomemoreandmoreserious．Non·renewableenergysourcessuchascoa

7、l，oilandnaturalgascouldn’tmeettheneedofhumansustainabledevelopment．Amongtherenewableenergy,solarenergyhastheadvantagesofsustainableuse，non·polluting，lowcostandSOon．Solarpoweristhemainformofsolarenergyutilization．Whiletheinverteristhecoreofthesolarpowe

8、rsystemdevice，itstopologyandthecontrolstrategyplayadecisiveroleonpowerquality．Inrecentyears，manyscholarshavebecomeresearchfocusingonthemultilevelinverter,becausethemultilevelinverterhasasmalloutputvoltagechangerate，itsoutputvoltageandcurrentha