近幾年,太陽能中的光伏發(fā)電技術(shù)因其受地域影響較小,得到了迅猛發(fā)展。而并網(wǎng)逆變器作為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心,其性能的好壞直接決定了輸出電能的質(zhì)量以及光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的安全可靠運行。因此對逆變器拓撲及控制策略的研究具有十分重要的現(xiàn)實意義。其中Z源逆變器拓撲因其獨特的阻抗網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)任意升降壓功能而受到廣泛關(guān)注。為了更好地滿足光伏發(fā)電系統(tǒng)對升壓能力和輸入電流的較高要求,本文首先針對Z源逆變器輸入電流斷續(xù)、升壓能力有限、電容電壓應(yīng)力大等不足,對三種改進型Z源逆變器拓撲:準Z源逆變器、開關(guān)電感準Z源逆變器、改進型開關(guān)電感準Z源逆變器進行了詳細分析,并通過仿真證明了在比較升壓能力、元器件容量和成本以及應(yīng)用背景的前提下高升壓能力的改進型開關(guān)電感準Z源逆變器更適用于光伏發(fā)電等輸入電壓變化范圍較大的場合。其次對基于Z源逆變器的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的控制策略進行了分析研究,在滿足并網(wǎng)電能質(zhì)量及保證系統(tǒng)安全可靠運行的前提下,對系統(tǒng)的最大功率跟蹤控制、Z源電容電壓控制以及逆變側(cè)并網(wǎng)電流控制進行了分析設(shè)計。并通過Matlab/Simulink對Z源逆變器光伏并網(wǎng)控制系統(tǒng)進行了仿真,仿真結(jié)果驗證了Z源逆變器光伏并網(wǎng)控制方法輸出電能質(zhì)量較好,有較好的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。最后針對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的孤島效應(yīng),對系統(tǒng)進行了孤島保護。在分析了孤島發(fā)生機理的基礎(chǔ)上,搭建了基于主動式頻率偏移孤島檢測法的仿真模型,仿真結(jié)果證明了主動式頻率偏移孤島檢測法能夠快速有效的檢測出孤島并防止孤島的發(fā)生。
【學位單位】：河北科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM464
【部分圖文】：

需保證光伏陣列始終工作在最大功率點處[9]。光伏并網(wǎng)逆變器的工作性質(zhì)及性壞直接決定了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的安全可靠運行，因此對光伏并網(wǎng)逆變器的研究十要。隨著對光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用研究，各種各樣的逆變器也逐漸應(yīng)用于光伏發(fā)電。傳統(tǒng)光伏并網(wǎng)逆變器包括電壓源型逆變器和電流源型逆變器，兩種逆變器在及控制技術(shù)上都相對較為成熟，但其應(yīng)用在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中存在功率級數(shù)靠性差、成本高及轉(zhuǎn)換效率較低等缺陷。而正是傳統(tǒng)光伏并網(wǎng)逆變器的這些缺制了其適用范圍。.2.1 電壓源型逆變器所謂電壓源型逆變器(Voltage Source Inverter-VSI)，顧名思義，逆變器的直流壓基本維持恒定。其等效電路圖如圖 1-1 所示[10]。由圖 1-1 可知，為了維持VS側(cè)電壓的恒定，逆變器直流側(cè)通常并聯(lián)一大電容或逆變器直流側(cè)為一恒定的電，目前電壓源逆變器廣泛應(yīng)用于功率變換等場合，故其在光伏發(fā)電場合應(yīng)用較泛[11]。

第 1 章 緒 論2) 逆變器的同一個橋臂上下兩個開關(guān)管不能同時導(dǎo)通。因此需加入一定的死區(qū)時間，這就導(dǎo)致并網(wǎng)電流的諧波畸變率較大，進而影響輸出電能質(zhì)量[14]。3) 電壓源型逆變器只能連接感性負載，因此負載性質(zhì)限制了電壓源型逆變器的應(yīng)用范圍。1.2.2 電流源型逆變器所謂電流源型逆變器(Current Source Inverter-CSI)，顧名思義，逆變器的直流側(cè)電流基本維持恒定。為了維持直流側(cè)電流的恒定，逆變器直流側(cè)通常串聯(lián)一大電感或逆變器直流側(cè)為一恒定的電流源，其等效電路圖如圖 1-2 所示[10]。

河北科技大學碩士學位論文降壓的功能，因此在光伏發(fā)電等電壓變化范圍較大的場合，就需要與 DC-DC 變換電路配合使用，這樣就會導(dǎo)致該系統(tǒng)的成本升高、電路和控制的復(fù)雜性增加、效率降低、可靠性也隨之降低。因此隨著光伏并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，對并網(wǎng)逆變器的要求也越來越高，國內(nèi)外科研工作者開始了對新型并網(wǎng)逆變器的探索，以期在滿足各種性能指標的前提下，達到經(jīng)濟和效果最優(yōu)的目的。1.3 Z 源逆變器研究現(xiàn)狀針對傳統(tǒng)電壓源型逆變器同一橋臂上、下開關(guān)管不能同時導(dǎo)通，在工作過程中必須加入一定的死區(qū)時間來保護器件，導(dǎo)致輸出波形畸變，輸出電能質(zhì)量不高，且只能實現(xiàn)降壓功能等缺陷[15]，2003 年彭方正教授提出了 Z 源逆變器[16]。Z 源逆變器的原理圖如圖 1-3 所示。

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本文編號：2813182