主动箝位型三电平并网逆变器控制算法的研究

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1、分类号密级主动箝位型三电平并网逆变器控制算法的研究研究生姓名：刘玲玲指导教师姓名、职称：王卫安教授级高级工程师学科专业：电气工程研究方向：现代电力电子技术及系统湖南工业大学二〇一五年六月十五日分类号.密级主动箝位型三电平并网逆变器控制算法的研究ResearchonControlAlgorithmfortheActiveClampedThree-levelGrid-connectedInverter研究生姓名：刘玲玲指导教师姓名、职称：王卫安教授级高级工程师学科专业：电气工程研究方向：现代电力电子技术及系统论文答辩日期•⑶答辩委员

2、会主席A^湖南工业大学二o—五年六月十五日湖南工业大学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，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：划玫拉日期：弘ir年6月丨6日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，s卩：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学

3、位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：却效姓导师签名:日期:>/上年[^山摘要本文以主动箝位型三电平逆变器为研究对象，针对每个具体问题建立数学模型，选取适当的控制算法实现控制目的，最终完成整个逆变器系统的总体设计。首先分析主电路的T型拓扑结构及其工作原理，并总结出其控制规律，论述几种常用的调制方法，最终采用同相三角载波的SPWM方法进行调制，并且预留一定的死区时间。三电平逆变器存在中点电位不平衡问题，指出中点电位不平衡的原因和危害，在定义开关

4、函数的基础上，研究中点电位与中点电流之间的密切关系，推导出三电平逆变器的中点电位控制模型，采用叠加零序电压分量法，并且精确求解出这个零序电压分量，使得中点电位不平衡得到了有效控制。逆变器并入大电网前需要采用锁相环控制技术，分析了锁相环的工作原理，建立锁相环控制器的动态数学模型，采用经典的PI控制策略，合理设计控制参数，使逆变器的输出电流追踪电网电压实现相位锁定，达到同频同相运行的目的。为了提高系统的动静态性能，本文使用双闭环控制策略。建立电流内环控制器的动态数学模型，采用电压前馈和解耦的PI控制策略，整定控制参数，使并网电流追踪

5、给定的电流指令，逆变器实现单位功率因数运行，方便对有功功率和无功功率进行控制。建立电压外环控制器的动态数学模型，采用PI控制策略，选取适当的控制参数，以致稳定直流母线电压，减小母线电压的波动。最后，为了验证上述控制算法，在理论分析的基础上，还用Matlab/Simulink平台搭建了整个逆变器系统的仿真模型，对以上各个问题的控制算法进行仿真，并对仿真结果进行剖析，结果验证了控制算法的正确性和可行性。关键词：三电平逆变器，中点电位，零序分量，锁相环，电流控制，电压控制IABSTRACTThispapertakestheactive

6、clampedthree-levelinverterastheresearchobject.Mathematicalmodelsareestablishedaccordingtoeachspecificproblemandappropriatecontrolalgorithmsareselectedtoachievethecontrolpurpose.Finallytheoveralldesignoftheinvertersystemiscompleted.Atfirst,thepaperanalyzesTtypetopolog

7、ystructureofthemaincircuitanditsworkingprincipletosummarizeitscontrolrulesanddiscussesseveralcommonmodulationmethodsindetail.ThepapertakesSPWMcontrolmethodbasedonthein-phasetriangularcarrierwavesandsetsasidecertaindeadtime.Thereisaneutralpointpotentialunbalanceproble

8、minthree-levelinverter.Thepaperpointsoutthereasonandharm.Onthebasisofdefiningswitchfunction,itstudiesthecloserelationshipbetweenthe