三相光伏并网系统中Z源逆变器的应用研究

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1、中文摘要摘要在能源枯竭及环境污染问题日益严重的今天，太阳能作为一种新兴绿色能源，以其永不枯竭、无污染、不受地域资源限制等优点，正得到迅速的推广应用。要将绿色的太阳能转换为电能，就必须借助于光伏并网发电系统，而逆变器是该系统中的一个重要组成部分。在三相光伏并网逆变系统中，用Z源逆变器来取代传统电压源型逆变器，能够克服传统逆变器的不足和局限性，使得光伏并网逆变系统具有更加优良的性能。本文对基于Z源的三相光伏并网发电系统进行研究，全文分为六章。第一章阐述了本课题的研究背景和现实意义，分析了传统逆变器自身存在的局限性，详细叙述了Z源逆变器升压工作原理。第二章

2、在分析了传统SPWM和SVPWM调制策略的基础上，通过改进传统SPWM和SVPWM调制算法，得出适用于三相Z源逆变器的调制算法，并给出可以直接用于DSP实现的开关时序表。第三章分析了应用常见的Z源逆变器调制算法时，逆变器开关应力的大小，推导了各自电压应力和电流应力的数学公式，并进行比较分析。第四章通过分别建立Z源阻抗网络模型和三相逆变器在同步旋转坐标系下的d-q模型建立了三相Z源光伏并网逆变系统的数学模型，并提出了包括电流环、电压环和功率环的三环控制策略，用MATLAB搭建仿真，验证了控制策略的正确性。第五章搭建了基于TMS320F2812的三相Z源

3、光伏并网逆变系统的实验平台，并对包括DSP控制、光耦隔离、A／D采集、电网同步锁相在内的硬件电路进行了设计，着重论述了基于TMS320F2812的系统软件控制程序的设计方法，最后通过实验进行验证。第六章对本文开展的工作进行总结，并对需进一步开展的工作以及研究方向作了展望。【关键词】太阳能发电，Z源逆变器，三相并网，空间矢量脉宽调制，功率扰动ABS丁RACTABSTRACTWiththeglobalenvironmentalpollutionandtheincreasingseriousenergycrisis，solarenergyasanemerg

4、inggreenenergyisbeingspreadrapidly,becauseithasSOmanyadvantages，suchasinexhaustible，nopollutionandwithoutgeographicalrestrictions．Inordertoachievethepurposeofconversionthegreensolarenergyintoelectricalenergy,wemustresorttogrid-connectedphotovoltaicinvertersystem．Inverterisanimp

5、ortantcomponentofthesystem．Inthethree-phasegrid—connectedphotovoltaicinvertersystem,wecouldtaketheplaceofthetraditionalinverterwithZ-sourceinverter,becauseitabletoovercomethedeficienciesandthelimitationsoftraditionalinvertersanditmakesthe舒d-connectedsolarinvertersystemshavemore

6、excellentperformance．Inthispaper,thethree-phasegrid-connectedphotovoltaicinvertersystembasedontheZ-SOurceofconverterhasbeenstudied．Thepapercontainssixchapters．Chapter1introducesthebackgroundsandpracticalsignificanceofthisstudy,analysesthelimitationsofthetraditionalinverterofthe

7、irown,detailstheprincipleofvoltageenhancementoftheZ-SOUrceinverter．ChapterIIanalysestheprincipleoftraditionalSPWMandSVPWMstrategy,receivesthemodulationalgorithmofthethree-phaseZ-SOurceinvertersbyimprovingthetraditionalSPWMandSVPWMmodulationalgorithm，givestheswitchingchronologyc

8、anbedirectlyusedforDSPrealization．ChapterIIIanalyzesth