面向光伏并网逆变器的混合PWM调制方法

【摘要】：PWM调制方式是并网逆变器中的关键技术之一。相比于正弦波PWM调制(SPWM)和空间矢量调制(SVPWM)方法,特定谐波消除法(SHEPWM)具有等效开关频率低、输出电压质量好及损耗小等一系列优点。 本文探讨了T型三电平光伏并网逆变器采用特定谐波消除法(SHEPWM)的适应性问题。首先介绍了特定消除法的原理及实现,比较了特定谐波消除法(SHEPWM)与空间矢量调制(SVPWM)两种PWM调制方式对逆变器电能质量、变换效率等影响。 本文还分析了影响特定谐波消除法性能的几个因素,包括死区、母线电压纹波和电网谐波的影响。由于这些因素的存在,使得SHEPWM的输出电能质量下降,一定程度的降低了光伏并网逆变器的并网电能质量和整机效率。为克服这些因素,探讨了改进措施。 针对SHEPWM动态性能差,不利于直接应用到低电压穿越等需要快速响应的场合的问题,本文提出了一种基于SHEPWM和SVPWM的混合调制方式,从而使得光伏并网逆变器具有很好的稳态和动态性能。此外,分析了影响两种调制方式的平滑快速切换的因素。 在一台10kWT型三电平光伏并网逆变器实验平台上进行了相关的实验。 【关键词】：光伏并网逆变器 特定谐波消除 空间矢量调制 混合调制
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 目录9-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 引言11-12
• 1.2 光伏并网逆变器的发展现状12-18
• 1.2.1 拓扑结构12-13
• 1.2.2 调制方式13-18
• 1.3 本文的研究内容18-20
• 第2章 特定谐波消除法分析20-48
• 2.1 特定谐波消除法原理及实现20-25
• 2.1.1 开关角求解20-22
• 2.1.2 控制环路22-25
• 2.2 谐波分析25-30
• 2.2.1 开关角个数不同时谐波分析25-29
• 2.2.2 不同调制方式时谐波分析29-30
• 2.3 损耗分析30-42
• 2.3.1 器件损耗分析31-36
• 2.3.2 滤波器损耗分析36-38
• 2.3.3 10kW功率等级损耗及效率比较38
• 2.3.4 250kW功率等级损耗及效率比较38-42
• 2.4 实验结果42-47
• 2.4.1 特定谐波消除法的实现实验验证42-44
• 2.4.2 两种调制方式谐波对比实验结果44-46
• 2.4.3 两种调制方式效率对比实验结果46-47
• 2.5 小结47-48
• 第3章 影响特定谐波消除法性能的因素48-61
• 3.1 死区效应的影响48-53
• 3.1.1 死区效应对输出电能质量的影响48-51
• 3.1.2 死区补偿策略51-52
• 3.1.3 实验验证52-53
• 3.2 母线电压纹波的影响53-56
• 3.2.1 母线电压纹波对逆变电压谐波的影响53-55
• 3.2.2 实验验证55-56
• 3.3 电网电压谐波的影响56-59
• 3.3.1 电网电压谐波分量对并网电流的影响57-58
• 3.3.2 实验验证58-59
• 3.4 小结59-61
• 第4章 两种调制方式的混合调制分析61-75
• 4.1 混合PWM调制策略61-64
• 4.1.1 SHEPWM调制方式的局限性61-63
• 4.1.2 混合PWM调制方法63-64
• 4.2 两种调制方式的切换策略64-69
• 4.2.1 SVPWM切换到SHEPWM65-66
• 4.2.2 SHEPWM切换到SVPWM66-69
• 4.3 实验结果69-74
• 4.3.1 SVPWM切换到SHEPWM69-72
• 4.3.2 SHEPWM切换到SVPWM72-74
• 4.4 小结74-75
• 第5章 总结与展望75-76
• 参考文献76-79
• 附录A 装置图片79-80
• 攻读硕士期间发表的论文80-81
• 致谢81

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