三相Boost光伏逆变器的滑模变结构控制.pdf

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1、三相Boost光伏逆变器的滑模变结构控制谭甲几(湖南人文科技学院机电工程系，湖南娄底417001)摘要：为了获得比较理想的正弦输出电压，优化逆变器的性能，基于三相Boost光伏逆变器，采用了滑模变结构的控制策略。Bost光伏逆变器可以获得比直流输入电源高或低的交流输出电压，分析了逆变器的拓扑结构和工作原理，利用状态空间平均法建立了系统数学模型，并阐述了滑模变结构控制原理。利用Matlab／Simulink工具对控制系统进行了仿真研究，仿真结果验证了该变换器的优点和滑模变结构控制策略的有效性。关键词：Bost变换器；光伏逆

2、变器；滑模变结构控制；仿真中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1002-087X(2014)03-0514-03ThreephaseBoostphotovoltaicinverterbasedonslidemodecontrolTANJia—fan(DepartmentofElectn'calandMechanicalEngineering,HunanUniversityofHumanitiesandScienceandTechnology,LoudiHunan417001，China)Abstract：Ino

3、rdertoobtainexcellentsinusoidaIoutputvoltageandoptimizepeflormanceofinveflers．slidingmodecontrolstrategybasedonthreephaseBoostinveflerwasadopted．ACoutputvoltagehigherthanorlowerthaninputDCvoltagecouldbeobtainedbyBostphotovoltaicinverte。Theoperationprinciplewasana

4、lyzedindet~landthemathematicsmode1wasfoundedbythestate-spaceaveragemethod．Theslidingmodec0ntroltheo~wasdiscussed．ThesimulationstudiesofthecontroIsystemwereconstructedbVMatIaSimulinkto1．Simulationresultsshowthatthevalidityandefectivenessoftheproposedinveflerarever

5、ified．Keywords：Bostconveder：PVinverter；slidemodecontrol；simulation随着传统能源消费的增长、生态环境的日益恶化，世界各了两组对称的Boost电路，负载跨接在两组双向Boost变换器国都在积极开发无污染可再生的新能源Ⅲ。太阳能资源丰富、的输出端，两组Boost变换器分别跟踪和放大两个拥有相同直分布广泛、可以再生、不污染环境的优点，使太阳能光伏发电流偏置且相位相差180。的正弦波参考量，使输出电容电压U。成为新能源开发中的主流。而光伏逆变器是太阳能光伏发电和u2

6、随参考电压的变化而变化来调节Boost变换器的输出电系统中的核心部分，其效率的高低、可靠性的好坏将直接影响压，进行DC／AC的变换，它包括直流供电电源，输出滤波电整个光伏系统的性能和投资[2-31。感L。和L2，功率开关管SI-S，滤波电容C和C，续流二极管目前，光伏逆变器拓扑的研究都在向更紧凑的设计、更宽D～D，负载电阻R。的输入输出电压范围、更高效率的方向发展。本文基于Boost通过滑模控制，使输出电容电压u。和随参考电压的变电路结构，提出了一种新型光伏逆变器拓扑结构。该三相逆变化而变化，从而使两个Boost变换器各

7、产生一个大于零的有相器结构紧凑，采用了三组独立对称的双向Boost电路，结合滑同直流偏置的正弦波输出电压，并且U1和u2在相位上互差模变结构控制策略，实现了高性能的交流信号功率放大，适用180。。由于负载跨接在U和u2的两端，加在负载上相同的直于AC模块。根据其输入输出特性，基于滑模变结构控制方法流偏置相互抵消为零，正弦波部分由于相差180。可视为相叠对该逆变器的控制进行了Matlab／Simulink仿真，仿真结果验加。综合上面的分析，可得出Boost型DC-AC变换器的输出电证了理论分析的合理性和可行性。仿真研究表明

8、了该三相压％如式(1)：Boost光伏逆变器的性能指标基本达到设计要求，验证了该拓f“1usin∞f+d。扑结构和滑模变结构控制策略的有效性及理论分析的正确性{2=Usin(cot+7【)+Ud(1)和可行性，为光伏逆变器的实用化和市场化提供了理论基础。IU。=Ul—U2=2Usinogt1拓扑结构及工作原理由于Bo