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级联H桥光伏并网逆变器研制

付裕  
【摘要】:环境问题的不断恶化和化石能源的不断枯竭,使新能源再次成为人们关注的焦点,太阳能源作为一种无污染的能源形式成为了新时代的宠儿。人类要想充分利用太阳能,还必须通过科技的手段使太阳能能够长期的使用。在此背景下光伏并网逆变器受到了科研工作者的注意。级联H桥的研究已经很深入,技术相对成熟,从级联H桥的结构到调制策略,从逆变器的控制策略到混合级联H桥的功率平衡控制,这些技术的不断成熟使级联H桥作为光伏并网逆变器有了深厚的理论支持。本论文从单个功率单元入手,在单个功率单元理论基础上分析了多个功率单元级联型逆变器的原理以及调制的方式,为级联H桥光伏并网逆变器打下了理论的基础。本文建立了工程用光伏模块,依据工程用光伏模块,建立光伏并网逆变器的数学模型,建立了逆变器的线性控制模型,分析了单相光伏并网逆变器的双闭环的控制策略,PI控制器虽然有很多的优点,但是对线性控制数学模型分析时发现以交流量为控制对象时会产生很多问题,基于此,本论文提出了单相的PCI控制方法,PCI控制把PI控制器引入到复数域中,通过引入-j量来使控制器在电网频率处可以有很大的增益,达到消除稳态误差的目的,弥补PI控制器的不足。PCI控制本是应用于三相dq坐标系中,通过全通滤波器构造出了满足单相使用PCI的条件,搭建了仿真模型,仿真结果进一步说明了本论文方法的正确性。最后在三相并网逆变器的基础之上,分析了三相级联H桥光伏并网逆变器,针对三相光伏并网逆变器存在相间功率不平衡,导致输出电压的不对称,不能顺利并网的问题,本论文用零序电压注入的方法解决相间功率的不平衡问题。通过提取网侧电压的零序电压,注入到控制中,达到平衡三相输出电压,纠正三相并网电流,实现三相级联H桥光伏并网逆变器的并网。


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