一种新型单级高增益并网逆变器拓扑和控制策略

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qingxu007
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近年来,光伏并网发电得到了大力支持和发展,并网逆变器是光伏发电系统的关键装备之一。但是,现大多并网逆变器的升压逆变能力普遍不足,需要通过工频变压器对逆变器输出电压进行升压或者增加额外的DC/DC级提升逆变器直流侧输入电压来辅助进行逆变并网,前者存在成本高、噪声大和质重体积大的缺点;后者电路结构复杂,成本高,效率较低。因此,低成本、结构简单、工作性能好的单级型升压并网逆变器的研究对微电网并网发电技术的推广有着重要的意义。  针对现大多并网逆变器升压能力不足的问题,本文将应用于DC/DC高增益升压的开关电感网络与三相三态CSI进行结合得到了单级型高增益CSI拓扑,一种高增益的升压型并网逆变器,主要工作和创新性成果如下:  1.详细分析了基于开关电感网络的单级型高增益CSI拓扑结构和工作原理;在此基础上对逆变器突出的高增益特性及机理进行了详细分析,并且对逆变器进行状态空间平均法的数学建模和理论推导,证明了该逆变器良好的动态特性。  2.单级高增益CSI拓扑的独特性使其控制信号不同于传统的CSI,需要植入额外的工作状态,才能实现既定的调制目标。为此,本文提出了一种适用于单级高增益CSI的新型SVPWM调制技术,并通过开环带载仿真对此进行了验证。  3.根据电感电流连续性条件,给出了直流侧电感网络两个对称电感的设计方法,并对闭环系统的控制器进行了设计。  4.对基于单级高增益CSI的光伏并网模型进行了搭建和仿真,仿真结果也表明了该逆变器具备较强升压能力;用于光伏并网时,光伏阵列输出直流电压具有更宽的范围。
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