【摘要】：新能源如光伏等以及電池儲能系統(tǒng)的輸出電壓較低,向單相交流負(fù)載和單相電網(wǎng)供電時需要進(jìn)行升壓逆變。另外,在交直流混合系統(tǒng)中,低壓直流母線和交流母線互聯(lián)通常也需進(jìn)行升壓逆變。因此,各國學(xué)者在升壓逆變環(huán)節(jié)及其控制策略做了大量的研究工作。以雙Boost單相逆變器為中間逆變環(huán)節(jié)的單級升壓逆變方案,其拓?fù)湓诟纳茊蜗嘞到y(tǒng)交直流側(cè)電能質(zhì)量方面具有較大的優(yōu)勢,因而本文采用雙Boost單相逆變器作為并網(wǎng)接口。本文主要從以下幾個方面展開研究。首先圍繞雙Boost單相逆變器工作原理展開研究。介紹了逆變器基本工作原理,包括基本工作模態(tài)和雙模式(差模+共模)工作原理,基于雙模式工作原理對并網(wǎng)雙Boost單相逆變器進(jìn)行小信號建模,為控制設(shè)計(jì)的參數(shù)整定奠定基礎(chǔ);分析調(diào)制方式對開關(guān)次紋波的影響,采用載波移相脈寬調(diào)制策略以削弱直流側(cè)輸入電流和并網(wǎng)電流的開關(guān)次諧波。分析雙Boost單相逆變器的傳統(tǒng)并網(wǎng)電流控制策略的不足,設(shè)計(jì)出了適用于該逆變器的并網(wǎng)單電流環(huán)控制策略,改善了并網(wǎng)電流的諧波性能并提高了系統(tǒng)響應(yīng)速度,然后通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該并網(wǎng)控制策略的有效性。深入分析雙Boost單相逆變器功率耦合與功率解耦的原理,設(shè)計(jì)功率解耦控制策略獲得高質(zhì)量的直流側(cè)輸入電流。基于數(shù)學(xué)推導(dǎo)分析雙Boost單相逆變器功率耦合后直流側(cè)各電流諧波成分,為功率解耦控制的設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ);分析功率解耦控制對直流側(cè)二次紋波的具體抑制作用;接著分析功率解耦控制對雙Boost單相逆變器工作性能的影響,特別是電容不匹配影響,然后提出功率解耦控制的具體實(shí)現(xiàn)方式,并提出措施改善功率解耦控制帶來的影響,能夠明顯抑制由于電容不匹配引入的諧波。最后通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證功率解耦控制的有效性。針對雙Boost單相逆變器在并網(wǎng)工況下復(fù)雜的諧振問題,本文深入研究雙Boost單相逆變器諧振機(jī)理,建立了交流側(cè)等效模型進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)其諧振頻率與交、直流側(cè)的無源器件都相關(guān)且含有兩個諧振點(diǎn),同時,為抑制并網(wǎng)諧振,提出了基于直流側(cè)電感電流的有源阻尼控制,有效的抑制了諧振現(xiàn)象。最后通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論與控制的有效性。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM464
【圖文】：

圖１－４邋Ｚ源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．邋１－４邋Ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋Ｚ－ｓｏｕｒｃｅ邋ｉｎｖｅｒｔｅｒ逡逑相系統(tǒng)硬件功率解耦方案逡逑變器廣泛應(yīng)用于可再生能源和微網(wǎng)領(lǐng)域，然而

１．２．３雙Ｂｏｏｓｔ單相逆變器逡逑為實(shí)現(xiàn)單級升壓逆變和抑制直流側(cè)二次紋波雙重功能，文獻(xiàn)［２４］提出由兩個相逡逑同的雙向Ｂｏｏｓｔ邋ＤＣ／ＤＣ變換器組成結(jié)構(gòu)對稱的雙Ｂｏｏｓｔ單相逆變器，如圖１－６所示。逡逑通過控制兩個Ｂｏｏｓｔ變換器輸出差值獲得正弦電壓，實(shí)現(xiàn)單級升壓逆變。同時，該逡逑拓?fù)渚哂泄β式怦顥l件，通過控制可由直流側(cè)電源提供平均功率，兩個輸出電容逡逑提供二次脈動功率，可避免交流側(cè)二次功率脈動在直流側(cè)引入二次紋波，改善直逡逑流側(cè)電流性能。逡逑—￣￣－—邐—逡逑ｒ２邋＿邐＋邋ｖ。邋－邐ｔ４逡逑＋邋＋逡逑ｖｃ丨寧邋ｃ！邐—了邋碡［、了—邐ｃ２＝ｔ邋ｖＣ２逡逑⑷冷邋２命⑷逡逑圖１－６邋雙Ｂｏｏｓｔ單相逆變器拓?fù)溴义希疲椋纾澹保跺澹裕铮穑铮欤铮纾澹洌椋幔纾颍幔礤澹铮驽澹洌铮酰猓欤邋澹拢铮铮螅翦澹螅椋睿纾欤澹穑瑁幔螅邋澹椋睿觯澹颍簦澹蝈义想pＢｏｏｓｔ單相逆變器采用單級結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)升壓逆變，與圖１－２中傳統(tǒng)兩級升壓逆逡逑變器相比，兩者各有優(yōu)劣。在相同條件下，對雙Ｂｏｏｓｔ單相逆變器與傳統(tǒng)兩級升壓逡逑逆變器進(jìn)行對比，如表Ｍ所示，可以看出，雙Ｂｏｏｓｔ單相逆變器的開關(guān)管電壓應(yīng)逡逑力相對較大，但兩者開關(guān)電壓應(yīng)力相差不大，實(shí)際中均選用６５０Ｖ電壓等級開關(guān)器逡逑件；雖然雙Ｂｏｏｓｔ單相逆變器所需開關(guān)器件電流等級較高

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2717636