基于准Z源逆变器的光伏发电技术研究

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光伏发电具有可持续、无噪声污染、安装方便等优点,在新能源领域迅速发展。传统的光伏并网逆变器存在输入电压范围小、工作效率低、可靠性差等缺陷,准Z源逆变器由于电感电容网络的储能特性克服了传统逆变器的不足,更加适合应用在光伏发电的场合。本文以单相准Z源逆变器及其在光伏并网发电中的应用技术为研究重点,主要进行了以下工作:在分析准Z源逆变器工作原理、升压特性的基础上,重点研究了准Z源逆变器的调制策略,并提出了改进的调制方法。研究了准Z源逆变器传统调制方法,把单相空间矢量调制算法在准Z源逆变器上进行了应用研究,并提出了改进措施,通过对比改进的空间矢量调制算法和传统SPWM调制算法,建立了两种调制算法的统一关系,总结了不同调制算法在单相准Z源逆变器应用中的优缺点。在对准Z源逆变器建立数学模型的基础上进行了系统闭环控制策略研究,并提出了新型的最大功率跟踪算法。研究了系统参数对系统动态特性的影响,根据系统模型,设计了系统最大功率跟踪闭环和电容电压环与并网电流环的闭环控制。新型的最大功率跟踪算法综合了扰动观察法和电导增量法的优点,完成了系统最大功率跟踪的控制;对电容电压环和输出滤波电感电流环闭环设计,使电压环和电流环达到预期的控制效果。完成系统主要元件的参数计算和选型,设计了系统的硬件电路,根据控制要求详细设计了软件部分,研究设计了完全由DSP软件编程实现的直通状态插入方法,减少了外围电路的设计。对系统进行MATLAB/simulink环境下的模型搭建,在仿真的基础上设计了实验平台并进行了实验研究,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。
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