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随着能源枯竭生态破坏等问题的接踵而至,在国际政策主张保护环境及经济可持续发展的背景下,光伏发电技术受到世界各国的普遍关注。T-NPC三电平逆变器作为中高功率发电领域应用最为广泛的拓扑,研究热点和难点在于如何抑制中点电位波动和降低开关损耗。中点平衡策略能够避免输出波形畸化和开关管过压,是逆变器安全性的保障;软开关技术是解决工业应用中高频化和低损耗之间矛盾的最佳选择,可以最大限度提高效率和功率密度。所以,论文主要研究光伏发电并网系统的中点平衡策略与软开关技术等关键技术。(1)双闭环光伏并网发电系统的整体建模。首先研究了光伏电池特性,为光伏电池建模作出了可行性分析。然后分析了T-NPC三电平逆变器的相关工作原理、数学模型以及并网控制策略,研究了相关参数的计算方法,最后在此基础上以三电平逆变器的电压电流双闭环控制模型为研究对象,建立其仿真模型进行仿真实验。实验结果表明双闭环控制波形质量更高、直流母线更为稳定等优点。(2)提出基于改进型自抗扰控制器的NPC三电平逆变器中点平衡策略。针对中点钳位型三电平逆变器所固有的中点电位波动问题,建立直流侧中点电位的波动模型,提出一种基于分数阶自抗扰控制器(FOC-ADRC)的中点电压平衡策略,实现电压外环的控制,达到抑制系统扰动影响的目的。并且避免了传统ADRC的非线性误差反馈率(NLSEF)需要凭经验试凑三个没有明确物理意义的参数的难题,便于应用到三电平逆变器的中点电位进行电压实时补偿。原理样机实验验证了该方法的高效性。(3)提出一种新型软开关T-NPC三电平逆变拓扑结构。目前三电平逆变领域软开关技术鲜有且缺点尚多,如辅助开关器件繁多、控制复杂化、振荡以及开关管电压应力大等,故提出一种新型无源软开关三电平逆变器。辅助电路简单且无需改变调制方式,能够平稳实现所有功率开关管的软开关。依据各模态的等效电路图,分析工作原理,给出实现的基本条件,并进行仿真和实物实验论证。(4)搭建了基于T-NPC三电平光伏发电逆变系统的60kW原理实物样机。详述了该平台的硬件参数计算依据、功能电路的设计和选择器件相应规格。完成了样机调试,进行相关试验和性能测试,分析其测试结果表明:所搭建的原理样机输出性能好,能够满足并网要求。