基于z源逆变器的光伏并网系统的研究

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1、学校代号10532学号S12092066分类号TM615密级公开硕士学位论文基于Z源逆变器的光伏并网系统的研究学位申请人姓名刘方荣培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称荣飞副教授学科专业电气工程研究方向电力电子与新能源发电技术论文提交日期2015年04月16日学校代号：10532学号：S12092066密级：公开湖南大学硕士学位论文基于Z源逆变器的光伏并网系统的研究学位申请人姓名：刘方荣导师姓名及职称：荣飞副教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电气工程论文提交日期：2015年4月16日论文答辩日期：2015年5月13日答辩委员会主席：罗隆

2、福教授ResearchonGrid-ConnectedPhotovoltaicSystemBasedonZ-SourceInverterbyLIUFangrongB.E.(NanchangInstituteofTechnology)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySupervisor

3、AssociateProfessorRONGFeiApril,2015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＾。巧做出重要贡献的个人和集体，均己在文中１＾？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。。。又作者签名：苗穿，日期《月名：诚王年日］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保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向

4、国家有关部口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换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□，在年解密后适用本授权书。２．不保密０。＂＂（请在上相应方框内打Ｖ）＾＾＂。心作者签名：：々ｉ策日期年月日Ｊ０。＞＾导师签名：／日期：年月日（才硕士学位论文摘要伴随着社会经济的快速发展，各国对于能源的需求越来越迫切。化石能源消耗殆尽，将难以维持人类社会发展的可持续性，因此寻找新能源取代

5、化石能源显得尤为重要。太阳能由于无污染、易获取、取之不尽等特点而获得人们的广泛关注。目前利用太阳能发电主要包括光伏发电和光热发电。光伏发电由于具有较高的能量利用率而成为学者研究的重要课题。本文采用Z源逆变器来取代传统光伏并网系统结构当中的DC/DC变换电路和逆变器，对于Z源逆变器及其在光伏并网系统中的应用进行了相关的研究。本文首先介绍了Z源逆变器的工作原理以及常见的调制策略，在此基础上分析直通零矢量对于Z源逆变器电感电流纹波的影响，进而提出一种改进的Z源调制策略。该调制策略相较于传统的调制策略可以更有效地减小Z源逆变器的Z源电感电流纹波和Z源电容

6、电压纹波，进而提高Z源逆变器输出交流波形的质量。其次，本文介绍了常见的Z源逆变器拓扑结构及其特点。在传统拓扑结构研究的基础上，引入一种开关耦合电感单元，来取代传统拓扑结构中的电感，进而使得Z源逆变器电压增益能力得到明显加强。这为Z源逆变器如何提高电压增益能力提供了一种新方法，并且该方法对于光伏发电、风力发电等输入电压小、电压增益要求高的场合具有广泛的应用价值。再者，本文采用状态空间平均法对Z源逆变器建模，并介绍了两种常见的基于Z源逆变器的光伏并网系统控制策略，即Z源电容电压恒压控制策略和基于电压空间矢量的单级控制策略。本文以Z源电容电压恒压控制策

7、略为基础，利用MATLAB搭建了光伏并网系统的仿真。最后，本文设计了功率为2kW的基于Z源逆变器的光伏并网系统实验平台。在这个过程中，介绍了主电路中的电感、电容、开关管等参数选取依据；设计了相关的硬件电路，主要包括电压电流检测电路、过零检测电路、IGBT驱动电路；以控制芯片TMS320F28335为基础进行了软件的设计，主要包括主程序、AD中断程序、频率捕获和网压同步中断程序、EPWM中断程序和故障中断程序的设计。最后，通过实验调试得到了相应的实验波形，实验结果表明基于Z源逆变器光伏并网系统实现了升压和并网的功能。关键词：Z源逆变器；光伏并网；调

8、制策略；拓扑结构；控制策略III基于Z源逆变器的光伏并网系统的研究AbstractWiththefastdevelopmentofthe