二极管箝位型三电平光伏并网逆变器的关键技术研究

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1、分类号：TM615密级：____________UDC：621.3编号：201431403015河北工业大学硕士学位论文二极管箝位型三电平光伏并网逆变器的关键技术研究论文作者：鲁兵学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：电气工程指导教师：宋桂英职称：副教授ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectricalEngineeringRESEARCHONKEYTECHNOLOGYOFDIODE-CLAMPEDTHREE-LEVELPHOTOVO

2、LTAICGRID-CONNECTEDINVERTERbyLuBingSupervisor:ViceProf.SongGuiyingNovember2016摘要随着经济全球化的发展，人类对能源的需求与日俱增。传统能源如石油、煤炭的储备量在世界范围内不断减少，大气污染、水污染等环境问题引起了各个国家政府的重视。各国都在急迫地进行能源转型，实现可持续发展。太阳光照无处不在，太阳能在全球绝大部分地区都有覆盖，并且有免于运输、储备量无限大、获取方便等优点，堪称世界上最理想的新能源。太阳光照不能直接供给人类储存，所以需要通过光伏电池将其转化为电能，再

3、经过逆变器并网后，输送给用户。本文研究的光伏并网发电系统采用两级式结构，对前级汇流箱部分与后级逆变器部分进行了深入研究。本文首先设计了一种新型光伏功率优化器，将其植入传统汇流箱内部，组成带有最大功率点跟踪（MPPT）功能的智能汇流箱。智能汇流箱内部的每个支路采用双重BOOST结构，此电路结构能够有效降低输出电流纹波。对光伏电池的MPPT控制问题进行研究，并采用了一种新型的控制方法，变步长电阻增量法。通过Simulink仿真可以看出，在光照强度突变后，采用此控制方法的功率优化器可以使光伏电池快速且稳定地达到新的最大功率点并且确保各个电感支路均

4、流。其次分析了二极管箝位型三电平逆变器的工作原理，建立起数学模型，控制方式采用空间矢量脉宽调制（SVPWM）法。对于三电平逆变器的直流侧中点电位平衡问题，采用平衡因子法，使中点电位在可控范围内波动。并网控制采用基于电网电压定向的矢量控制（VOC）方法，以电压外环和电流内环组成双闭环系统进行设计，对PI调节器参数进行整定。通过Simulink仿真分析可知，并网电流和电网电压同频同相，电流谐波含量低。最后分别对智能汇流箱和光伏逆变器进行实验研究，得到实验波形和实验数据，验证了控制策略的可行性和系统的可靠性。关键字：MPPT算法双重BOOST功率

5、优化器三电平逆变器SVPWM中点电位平衡并网控制IABSTRACTWiththedevelopmentofeconomicglobalization,thehumandemandforenergyisincreasingrapidly.Thereservesoftraditionalenergysourcessuchaspetroleumandcoalhavebeendecreasingallovertheworld,Theenvironmentalproblemssuchasairpollutionandwaterpollutionhav

6、eattractedtheattentionofthegovernmentsofvariouscountries.Allcountriesareurgentlycarryingoutenergytransformationandachievingsustainabledevelopment.Thesunlighteverywhere,solarenergyarecoveredinmostpartsoftheworld,andithastheadvantagesofnotransportation,unlimitedreserves,easy

7、accessandsoon,itcanbecalledthemostidealnewenergyintheworld.Thesunlightcannotbedirectlysuppliedtohumanstorage,soitneedtobeconvertedintoelectricalenergythroughthephotovoltaiccells,andthenthroughtheinvertersupplytotheuser.Inthispaper,thePVgridinvertersystemsadoptstwostageconv

8、ersionstructure,andboththefront-endcombinerboxandtheback-endconverterarestudiedindepth.Fi