本文關(guān)鍵詞：多電平光伏逆變器電磁兼容性及漏電流抑制研究

  更多相關(guān)文章： 多電平光伏逆變器 SVPWM控制方法 電磁干擾 EMI濾波器 漏電流

【摘要】：眾所周知,太陽能具有無污染、分布廣泛、可持續(xù)等優(yōu)點(diǎn),利用太陽能的主要途徑則是光伏發(fā)電。而在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,逆變器又是尤為關(guān)鍵的部分,所以逆變器的優(yōu)劣對光伏發(fā)電質(zhì)量有著決定性的影響。基于現(xiàn)有的光伏逆變器在電磁兼容性和漏電流方面存在的問題,本文主要做了以下工作：(1)首先闡述了光伏發(fā)電系統(tǒng)、逆變器的基本知識以及電磁兼容的發(fā)展與現(xiàn)狀。其次,對電磁兼容做了詳細(xì)介紹,重點(diǎn)闡述了電磁干擾的耦合途徑與開關(guān)電源中EMI(electromagnetic interference)的產(chǎn)生機(jī)理,然后對光伏逆變系統(tǒng)由于開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷所產(chǎn)生的電磁干擾進(jìn)行了深入分析,并對工作在高頻環(huán)境下的各個(gè)常用的電子器件做了高頻模型分析,得到的電容電感高頻模型在EMI濾波器設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用。(2)分析了幾種常見的多電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)及它們的輸出波形與頻譜,研究不同的電平數(shù)對其波形的影響。以三電平逆變器進(jìn)行分析,對現(xiàn)有的控制策略進(jìn)行對比,總結(jié)它們各自的優(yōu)缺點(diǎn),并對電壓空間矢量脈寬調(diào)制法(SVPWM)的三電平逆變器的控制方法做了具體推導(dǎo)說明,研究并解決了SVPWM控制方法產(chǎn)生的中點(diǎn)電位不平衡問題。(3)對多電平逆變器中EMI的產(chǎn)生原理進(jìn)行分析,指出抑制多電平逆變器中EMI干擾主要辦法是使用EMI濾波器。建立差模干擾模型與共模干擾模型,通過仿真驗(yàn)證模型的正確性,并重點(diǎn)分析了阻抗失配帶來的影響。通過對比分析不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的逆變器以及不同結(jié)構(gòu)濾波器的性能,對現(xiàn)有的濾波器做出了改進(jìn),提出了一種對共模差模均有抑制作用并且對高頻共模干擾抑制作用突出的EMI濾波器,在該EMI濾波器共模部分中使用了“I”型結(jié)構(gòu),有效的減小了電容在高頻范圍內(nèi)的感性,增強(qiáng)了濾波器的濾波范圍以及高頻性能。并對其性能在Pspice中繪制模擬電路圖進(jìn)行仿真測試,并對該EMI濾波器中的重要元器件做出了參數(shù)分析,具體得到參數(shù)變化時(shí)EMI濾波器受到的影響。(4)通過逆變器模型分析得到了共模諧振電路的等效模型,分析其漏電流產(chǎn)生的原因與抑制的辦法,著重考慮了對稱參數(shù)結(jié)構(gòu)和不對稱參數(shù)結(jié)構(gòu)對其的影響,通過仿真驗(yàn)證寄生參數(shù)對漏電流的影響,并對電路進(jìn)行改進(jìn),加入補(bǔ)償電容,有效地抑制了漏電流。
【關(guān)鍵詞】：多電平光伏逆變器 SVPWM控制方法 電磁干擾 EMI濾波器 漏電流
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM464;TM615
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-18
• 1.1 課題背景及意義11-12
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)及發(fā)電原理12-14
• 1.2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成12
• 1.2.2 光伏發(fā)電原理及特點(diǎn)12-13
• 1.2.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)的類型13-14
• 1.3 光伏逆變器的分類14-16
• 1.3.1 按輸出相數(shù)分類14-15
• 1.3.2 按隔離方式分類15-16
• 1.4 電磁兼容的研究意義及現(xiàn)狀16
• 1.5 本文研究內(nèi)容16-18
• 2 電磁干擾(EMI)原理18-32
• 2.1 電磁兼容簡介18
• 2.2 電磁干擾源與耦合途徑18-24
• 2.2.1 電磁干擾源18
• 2.2.2 電磁干擾的耦合途徑18-24
• 2.3 差模干擾與共模干擾24-25
• 2.4 開關(guān)電源中的EMI25-30
• 2.4.1 開關(guān)電源中EMI的產(chǎn)生原理25-26
• 2.4.2 元器件的高頻模型26-30
• 2.5 本章小結(jié)30-32
• 3 多電平光伏逆變器結(jié)構(gòu)32-47
• 3.1 多電平技術(shù)的產(chǎn)生32-33
• 3.1.1 串并聯(lián)技術(shù)32
• 3.1.2 多重化技術(shù)32
• 3.1.3 組合變換技術(shù)32
• 3.1.4 多電平技術(shù)32-33
• 3.2 多電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)33-42
• 3.2.1 二極管鉗位式多電平逆變器33-34
• 3.2.2 飛跨電容鉗位式多電平逆變器34-37
• 3.2.3 級聯(lián)式多電平逆變器37-40
• 3.2.4 其他新型多電平逆變器40
• 3.2.5 多電平逆變器仿真輸出波形40-42
• 3.3 數(shù)學(xué)模型的建立42-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 4 三電平逆變器控制策略及中點(diǎn)電位平衡問題47-57
• 4.1 特定消諧法47
• 4.2 階梯波調(diào)制法47
• 4.3 載波PWM法47-48
• 4.3.1 載波疊加SPWM法(SHPWM)48
• 4.3.2 載波移相PWM法(CPSPWM)48
• 4.4 電壓空間矢量脈寬調(diào)制法(SVPWM)48-49
• 4.5 三電平逆變器的SVPWM控制策略及中點(diǎn)電位平衡問題49-56
• 4.5.1 三電平SVPWM定義49-50
• 4.5.2 一般情況下SVPWM控制方法50-54
• 4.5.3 中點(diǎn)電位問題54
• 4.5.4 中點(diǎn)電位平衡控制策略54-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 5 EMI濾波器設(shè)計(jì)57-80
• 5.1 多電平逆變器中的EMI57-58
• 5.1.1 多電平逆變器EMI產(chǎn)生原理57-58
• 5.1.2 多電平光伏逆變器EMI抑制措施58
• 5.2 濾波器的性能指標(biāo)58-62
• 5.2.1 插入損耗58-59
• 5.2.2 阻抗失配原則59-62
• 5.2.3 濾波器的漏電流62
• 5.3 電磁噪聲的頻譜62-64
• 5.4 傳導(dǎo)干擾仿真分析64-71
• 5.4.1 仿真軟件PSpice介紹64-65
• 5.4.2 建立仿真模型65-71
• 5.5 EMI濾波器設(shè)計(jì)71-74
• 5.6 EMI濾波器仿真74-79
• 5.6.1 差模抑制電路仿真波形74-76
• 5.6.2 共模抑制電路仿真波形76-79
• 5.7 本章小結(jié)79-80
• 6 非隔離型光伏逆變器漏電流分析80-88
• 6.1 非隔離型光伏逆變器共模諧振等效模型80-82
• 6.2 對稱參數(shù)結(jié)構(gòu)對漏電流的影響82-84
• 6.2.1 U_(CM)對漏電流的影響83-84
• 6.2.2 電網(wǎng)電壓對漏電流的影響84
• 6.3 不對稱參數(shù)結(jié)構(gòu)對漏電流的影響84-87
• 6.3.1 不對稱濾波電感對共模電流的影響85-86
• 6.3.2 形成方式不同的寄生電容對共模電流的影響86-87
• 6.4 本章小結(jié)87-88
• 7 結(jié)論與展望88-90
• 7.1 結(jié)論88-89
• 7.2 展望89-90
• 致謝90-91
• 參考文獻(xiàn)91-97
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄97-98

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