發(fā)布時(shí)間：2020-07-15 11:43

【摘要】：轉(zhuǎn)換效率是集中式光伏逆變器的重要指標(biāo)之一,提高轉(zhuǎn)換效率能夠增加光伏逆變器捕獲的能量,提高光伏發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益。本文首先綜述了近年來(lái)光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)集中式光伏逆變器的結(jié)構(gòu)拓?fù)�、電壓等�?jí)和轉(zhuǎn)換效率的發(fā)展情況進(jìn)行了闡述。然后對(duì)光伏逆變器高效率調(diào)制方式、三電平逆變器電壓獨(dú)立控制方法和低電壓穿越控制方法進(jìn)行了分析和比較。為了提高集中式光伏逆變器在全功率范圍內(nèi)的綜合效率,本文提出了一種基于連續(xù)空間矢量調(diào)制與斷續(xù)空間矢量的混合調(diào)制策略。首先,分析了連續(xù)空間矢量和斷續(xù)空間矢量調(diào)制方式對(duì)光伏逆變器功率器件和無(wú)源濾波器損耗分布的影響,確定了兩種調(diào)制方式的切換功率點(diǎn)。然后,討論了調(diào)制比和功率因數(shù)對(duì)切換點(diǎn)的影響。最后,在500kW三相光伏逆變器上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。隨著光伏逆變器單機(jī)容量的不斷增加,提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的電壓等級(jí)是一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。本文設(shè)計(jì)了三種典型電壓等級(jí)(1000V,1500V和2000V)逆變器功率器件、LCL濾波器、直流母線電容等關(guān)鍵元件,從效率、成本、體積方面對(duì)比了這三種不同電壓等級(jí)光伏逆變器的性能,獲得提高電壓等級(jí)后的逆變器方案。對(duì)于采用三電平逆變器的光伏發(fā)電系統(tǒng),如果正負(fù)母線可以連接兩個(gè)光伏陣列,并且通過(guò)控制實(shí)現(xiàn)兩路光伏輸入的獨(dú)立最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT),則能捕獲比單組光伏陣列更多的太陽(yáng)能。本文提出了一種雙輸入三電平逆變器正負(fù)母線獨(dú)立控制策略。首先建立了雙輸入三電平逆變器的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了雙輸入三電平逆變器獨(dú)立控制策略的控制環(huán)路,然后進(jìn)一步分析了雙輸入三電平逆變器獨(dú)立控制策略的調(diào)制方式及其控制范圍。最后,在雙輸入三電平光伏逆變器上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。T型三電平逆變器在低電壓穿越過(guò)程中存在動(dòng)態(tài)特性差和損耗不均等問(wèn)題。針對(duì)逆變器在低電壓穿越中動(dòng)態(tài)性能較差的問(wèn)題,本文通過(guò)合理設(shè)計(jì)多個(gè)環(huán)路的協(xié)同控制,保證光伏逆變器在低電壓期間能夠穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)T型三電平逆變器在低電壓穿越期間出現(xiàn)的損耗分布不均甚至導(dǎo)致功率器件損壞的問(wèn)題,本文分析了 T型三電平逆變器在低電壓穿越時(shí)的損耗分布和熱應(yīng)力,通過(guò)改進(jìn)調(diào)制方式來(lái)減少功率器件損耗嚴(yán)重不均衡的問(wèn)題,同時(shí)解決了三電平逆變器在低電壓穿越時(shí)母線不均壓的問(wèn)題。最后,在三電平光伏逆變器上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。最后對(duì)本文的工作進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)后續(xù)工作做出展望。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM464
【圖文】：

１．１光伏逆變器應(yīng)用背景概述逡逑１．１．１光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)逡逑為了應(yīng)對(duì)氣候變化，風(fēng)電、光伏等可再生能源越來(lái)越受世界各國(guó)的重視［１］。圖１．１為逡逑全球光伏累計(jì)裝機(jī)容量的發(fā)展趨勢(shì)。截止到２０１７年，全球光伏總裝機(jī)容量達(dá)４億ｋＷ，有逡逑２９個(gè)國(guó)家累計(jì)裝機(jī)容量超過(guò)１ＧＷ，光伏發(fā)電約占全球總發(fā)電量的２％。逡逑１２０逡逑0邋４００邐W邐＇逡逑１３00邐Ｓ邋８0逡逑＾邋２００邐Ｕ邐葚邐Ｉ逡逑￡１００邐ｉｌＪｊ－邋｜４°邐ｌｉｌｌｕ逡逑。邐W懪W篇．．．履V矗澹

本文編號(hào)：2756451