宽输入逆变器控制策略研究

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1、中图分类号：TM464论文编号：102870315-S110学科分类号：080804硕士学位论文宽输入逆变器控制策略研究研究生姓名何耀华学科、专业电力电子与电力传动研究方向功率电子变换技术指导教师汤雨副教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一五年三月国家自然科学基金(51307083)江苏省自然科学基金(BK20130795)NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationControlstrategyresea

2、rchofwideinputinverterAThesisinElectricalEngineeringbyHeYaohuaAdvisedbyAssociateProfessorTangYuSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，

3、也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将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、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要分布式发电作为传统发电模式的有益补充，具有环境污染小，传输效率高的优势。太阳能和燃料电池是分布式发电的重要能量来源，但其输出易受外界环境的影响，外特性软，因此功率调整单元逆变器应具有宽输入电压的能力。针对双模式工作的宽输入逆变器，研究了其控制策

4、略实现方案。提出了适合宽输入逆变器的双模态统一SPWM调制策略，实现了两种工作模式的平滑切换和统一控制；针对传统PI和PR控制在非线性负载和双模态下控制器设计困难的问题，通过引入重复控制器，基于统一SPWM调制和输入电压解耦策略，详细讨论了重复控制器补偿函数的设计方法，分析表明，合理设计补偿函数，重复控制器可以有效抑制上述周期性扰动。介绍了重复+PI控制器的宽输入逆变器并网控制方案和重复控制器补偿函数设计方法，分析表明，通过构建“内环”来构造重复控制器的等效受控对象，并对其进行适当补偿，补偿后的等效受控对象满足重复控制器的要求。

5、由于宽输入逆变器电压增益有限，为拓宽其对低输入电压的适应范围，提出了耦合电感宽输入逆变器拓扑，研究了恒升压比调制策略，分析了电路的工作原理，适时修正耦合电感的占空比，可以使电路增益保持恒定。基于该电路，研究了双模式调制策略，介绍了该策略的实现方法，并与恒升压比调制方法进行了对比，分析表明在输入电压低于交流输出电压峰值时，双模式调制策略使得电路直接能量传递时间更长，且开关管高频工作时间更短，有利于提升电路效率。最后，搭建了原理样机实验平台，实验结果验证了宽输入逆变器在独立负载及并网条件下闭环控制策略的有效性和基于耦合电感宽输入逆变

6、器两种调制方式的可行性。关键字：宽输入逆变器，双模式调制，统一SPWM调制，重复控制，恒升压比调制，耦合电感I宽输入逆变器控制策略研究ABSTRACTAsausefulcomplementtotraditionalpowergeneration,distributedgenerationhasadvantagesoflowenvironmentpollutionandhightransmissionefficiency.Thesolarandfuelcellisimportantenergysourceofdistributed

7、generation.Buttheoutputvoltageofthemhasawiderange.Theinvertershouldhavetheabilitytoboosttheinputvoltage.Basedonawideinputinverterwithdualmodemodulation,theunitysinepulsewidthmodulation(SPWM)strategywhichmeansamodulationwavecanachieveslidingswitchingbetweenthetwomodes

8、wasproposed.Consideringthenonlinearloadanddualmodemodulation,theparametersofconventionalPIcontrollerishardtoget.BasedontheunitySPWM