【摘要】：隨著社會的發(fā)展,人類大量的需求導(dǎo)致全球一次性能源逐漸枯竭,同時清潔可再生能源占據(jù)比重越來越大,各種可再生能源利用技術(shù)高速發(fā)展。逆變系統(tǒng)是其中重要組成部分以及技術(shù)的關(guān)鍵所在,自從Z源逆變器(Z-Source Inverter,ZSI)被提出以來,因其阻抗網(wǎng)絡(luò)的特性和允許逆變器橋臂直通,從而為逆變器的升降壓提供一種新的可行性,受到國內(nèi)外學(xué)者越來越多的關(guān)注。但該逆變器因其輸出容量小,電容電壓應(yīng)力大,升壓能力有限等局限性,只適用于低壓小功率場合。本文在傳統(tǒng)Z源逆變器的基礎(chǔ)上圍繞改進(jìn)后新型阻抗網(wǎng)絡(luò)逆變器——開關(guān)電感型Z源三電平逆變器(Switched Inductor Z-Source three-level Inverter)做出研究。較于傳統(tǒng)的Z源逆變器,該拓?fù)涞哪孀兤髦恍枰〉闹蓖ㄕ伎毡燃纯商岣呱龎合禂?shù),具有更大的電壓增益,有助于改善輸出電能質(zhì)量,提高系統(tǒng)性能,適用于高壓大功率場合。本文將圍繞SL型Z源三電平逆變器的基本拓?fù)潆娐泛凸ぷ髟碚归_分析。首先分別對傳統(tǒng)Z源兩電平逆變器,常規(guī)Z源三電平逆變器以及SL型Z源三電平逆變器進(jìn)行分析比較,表明SL型Z源三電平逆變器在高壓大功率等應(yīng)用領(lǐng)域更具有優(yōu)勢。再詳細(xì)分析了其空間矢量脈寬調(diào)制策略(Space Vector Pulse Width Modulation SVPWM)及直通時間的插入方法,分析可知,優(yōu)化矢量作用順序后直通矢量的作用時間可以延長至下一個有效矢量,并對SVPWM方法做出改進(jìn)和仿真驗(yàn)證。其次對中點(diǎn)電位平衡問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析,發(fā)現(xiàn)如果在一個開關(guān)周期內(nèi)上下直通時間相同,并且直通矢量在小矢量零狀態(tài)中注入,則直通矢量的注入并不會影響平均中線電流,然后深入分析了中點(diǎn)電位平衡控制方法,利用引入平衡因子法對中點(diǎn)電位平衡進(jìn)行控制。本文最后進(jìn)一步深入研究了該逆變器DC側(cè)直流鏈電壓的控制,基于狀態(tài)空間平均法和小信號模型建立了SL型Z源三電平逆變器直流側(cè)升壓電路模型,并詳細(xì)分析了阻抗網(wǎng)絡(luò)主要參數(shù)變化對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響,同時設(shè)計了具有良好性能的控制器,并對Z源網(wǎng)絡(luò)作了總體設(shè)計。然后通過MATLAB/SIMULINK搭建仿真模型驗(yàn)證系統(tǒng)模型和所提的控制方案,仿真結(jié)果表明了系統(tǒng)模型的正確性以及所設(shè)計控制器的有效性。
【圖文】：

Z源兩電平逆變器

2圖 1-2 開關(guān)電感型 Z 源三電平逆變器 傳統(tǒng) Z 源兩電平及三電平逆變器的分析Z 源逆變器[9](Z-Source Inverter, ZSI)是彭方正教授在 2002 年提出的，目的為了解決傳統(tǒng)逆變器存在的一些問題，將 Z 源網(wǎng)絡(luò)和逆變部分偶合起來，能實(shí)現(xiàn)升降壓功能，提高系統(tǒng)可靠性，而且也允許橋臂直通不需要設(shè)置死區(qū)，，提高輸出電能質(zhì)量。因此 Z 源逆變器由于其獨(dú)特的無源網(wǎng)絡(luò)使其能應(yīng)用入電壓具有大范圍變化的場合，并且成為現(xiàn)如今新能源發(fā)電領(lǐng)域的熱門課題。其一般拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示。由圖 1-1 可知，傳統(tǒng) Z 源兩電平逆變器的 Z 源網(wǎng)絡(luò)由電感1L 、2L 和電容1C
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM464

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2670835