升壓擴(kuò)展型準(zhǔn)Z源級(jí)聯(lián)多電平光伏逆變器的建模及控制研究
發(fā)布時(shí)間:2023-04-02 05:35
化石能源危機(jī)以及環(huán)境污染問題成為了全球性的關(guān)鍵問題,太陽能光伏發(fā)電被認(rèn)為是最具前景的清潔能源之一。然而,太陽能光伏發(fā)電存在易受環(huán)境條件影響且單個(gè)光伏電池的輸出電壓較低等問題,解決這些問題的關(guān)鍵就是功率變換器。針對(duì)傳統(tǒng)的單級(jí)式或兩級(jí)式功率變換器在光伏發(fā)電應(yīng)用中存在的不足,現(xiàn)已有大量研究將級(jí)聯(lián)多電平逆變器(CMI)和準(zhǔn)Z源逆變器(qZSI)相結(jié)合,提出了準(zhǔn)Z源級(jí)聯(lián)多電平逆變器(qZS-CMI)。本文針對(duì)低輸入電壓和寬變化范圍輸入電壓的光伏發(fā)電場(chǎng)合,將升壓擴(kuò)展型準(zhǔn)Z源(EqZS)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于級(jí)聯(lián)多電平系統(tǒng)中,提出升壓擴(kuò)展型準(zhǔn)Z源級(jí)聯(lián)多電平逆變器(EqZS-CMI),研究了其基本理論,并提出了相應(yīng)的調(diào)制策略以及系統(tǒng)并網(wǎng)控制方法。具體研究內(nèi)容如下:(1)提出抑制二倍頻紋波的參數(shù)設(shè)計(jì)方法。為了抑制單相EqZS逆變器(EqZSI)模塊中固有的二倍頻電壓和電流紋波,建立了EqZSI模塊的等效模型,分析了系統(tǒng)各狀態(tài)變量的二倍頻分量隨EqZS網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的變化規(guī)律,通過設(shè)計(jì)阻抗源網(wǎng)絡(luò)參數(shù)將二倍頻紋波抑制在要求的范圍內(nèi)。(2)提出一種基于雙開關(guān)頻率調(diào)制的移相脈沖寬度幅值調(diào)制技術(shù)(DFM-PWAM)。通過分析現(xiàn)有的...
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 光伏發(fā)電研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外光伏發(fā)展及趨勢(shì)
1.2.2 國內(nèi)光伏發(fā)展及趨勢(shì)
1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)綜述
1.3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)主要拓?fù)?br> 1.3.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)中功率變換器綜述
1.4 準(zhǔn)Z源級(jí)聯(lián)多電平光伏逆變器
1.4.1 級(jí)聯(lián)多電平光伏逆變器概述
1.4.2 準(zhǔn)Z源逆變器
1.4.3 準(zhǔn)Z源級(jí)聯(lián)多電平光伏逆變器
1.5 主要研究內(nèi)容及全文安排
1.5.1 主要研究內(nèi)容
1.5.2 全文安排
第二章 EqZS-CMI單元模塊的建模與分析
2.1 引言
2.2 EqZS-CMI拓?fù)?br> 2.3 EqZSI模塊建模
2.3.1 EqZSI模塊的直流分量模型
2.3.2 EqZSI模塊的二倍頻分量模型
2.3.3 EqZSI模塊的完整模型
2.4 EqZSI的阻抗源網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計(jì)
2.4.1 阻抗源網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與二倍頻紋波的關(guān)系
2.4.2 阻抗源網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)計(jì)
2.5 仿真驗(yàn)證
2.6 本章小結(jié)
第三章 EqZS-CMI的新型調(diào)制技術(shù)
3.1 引言
3.2 EqZS-CMI的PS-SPWM和PS-PWAM簡(jiǎn)介
3.2.1 EqZS-CMI的PS-SPWM技術(shù)
3.2.2 EqZS-CMI的PS-PWAM技術(shù)
3.3 EqZS-CMI的新型調(diào)制技術(shù)
3.4 三種調(diào)制技術(shù)的開關(guān)損耗比較
3.4.1 有效調(diào)制狀態(tài)下的開關(guān)損耗
3.4.2 直通狀態(tài)下的開關(guān)損耗
3.4.3 三種調(diào)制技術(shù)的開關(guān)損耗比較
3.5 仿真驗(yàn)證
3.6 本章小結(jié)
第四章 EqZS-CMI的并網(wǎng)控制
4.1 引言
4.2 EqZSI模塊的光伏發(fā)電系統(tǒng)
4.2.1 系統(tǒng)控制策略設(shè)計(jì)
4.2.2 仿真驗(yàn)證
4.3 單相EqZS-CMI的光伏發(fā)電系統(tǒng)控制
4.3.1 EqZS-CMI直流側(cè)的控制策略
4.3.2 EqZS-CMI并網(wǎng)功率的控制
4.3.3 仿真驗(yàn)證
4.4 本章小結(jié)
第五章 EqZS-CMI的硬件設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.1 引言
5.2 主功率電路設(shè)計(jì)
5.3 控制系統(tǒng)硬件電路
5.3.1 核心控制器選擇
5.3.2 驅(qū)動(dòng)電路
5.3.3 硬件樣機(jī)展示
5.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果分析
5.4.1 EqZSI模塊實(shí)驗(yàn)
5.4.2 EqZS-CMI實(shí)驗(yàn)
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文工作總結(jié)
6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)介、攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果及科研項(xiàng)目
本文編號(hào):3778647
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 光伏發(fā)電研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外光伏發(fā)展及趨勢(shì)
1.2.2 國內(nèi)光伏發(fā)展及趨勢(shì)
1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)綜述
1.3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)主要拓?fù)?br> 1.3.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)中功率變換器綜述
1.4 準(zhǔn)Z源級(jí)聯(lián)多電平光伏逆變器
1.4.1 級(jí)聯(lián)多電平光伏逆變器概述
1.4.2 準(zhǔn)Z源逆變器
1.4.3 準(zhǔn)Z源級(jí)聯(lián)多電平光伏逆變器
1.5 主要研究內(nèi)容及全文安排
1.5.1 主要研究內(nèi)容
1.5.2 全文安排
第二章 EqZS-CMI單元模塊的建模與分析
2.1 引言
2.2 EqZS-CMI拓?fù)?br> 2.3 EqZSI模塊建模
2.3.1 EqZSI模塊的直流分量模型
2.3.2 EqZSI模塊的二倍頻分量模型
2.3.3 EqZSI模塊的完整模型
2.4 EqZSI的阻抗源網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計(jì)
2.4.1 阻抗源網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與二倍頻紋波的關(guān)系
2.4.2 阻抗源網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)計(jì)
2.5 仿真驗(yàn)證
2.6 本章小結(jié)
第三章 EqZS-CMI的新型調(diào)制技術(shù)
3.1 引言
3.2 EqZS-CMI的PS-SPWM和PS-PWAM簡(jiǎn)介
3.2.1 EqZS-CMI的PS-SPWM技術(shù)
3.2.2 EqZS-CMI的PS-PWAM技術(shù)
3.3 EqZS-CMI的新型調(diào)制技術(shù)
3.4 三種調(diào)制技術(shù)的開關(guān)損耗比較
3.4.1 有效調(diào)制狀態(tài)下的開關(guān)損耗
3.4.2 直通狀態(tài)下的開關(guān)損耗
3.4.3 三種調(diào)制技術(shù)的開關(guān)損耗比較
3.5 仿真驗(yàn)證
3.6 本章小結(jié)
第四章 EqZS-CMI的并網(wǎng)控制
4.1 引言
4.2 EqZSI模塊的光伏發(fā)電系統(tǒng)
4.2.1 系統(tǒng)控制策略設(shè)計(jì)
4.2.2 仿真驗(yàn)證
4.3 單相EqZS-CMI的光伏發(fā)電系統(tǒng)控制
4.3.1 EqZS-CMI直流側(cè)的控制策略
4.3.2 EqZS-CMI并網(wǎng)功率的控制
4.3.3 仿真驗(yàn)證
4.4 本章小結(jié)
第五章 EqZS-CMI的硬件設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.1 引言
5.2 主功率電路設(shè)計(jì)
5.3 控制系統(tǒng)硬件電路
5.3.1 核心控制器選擇
5.3.2 驅(qū)動(dòng)電路
5.3.3 硬件樣機(jī)展示
5.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果分析
5.4.1 EqZSI模塊實(shí)驗(yàn)
5.4.2 EqZS-CMI實(shí)驗(yàn)
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文工作總結(jié)
6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)介、攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果及科研項(xiàng)目
本文編號(hào):3778647
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