基于Quasi-Z源網(wǎng)絡(luò)的光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染和能源短缺問(wèn)題的日漸嚴(yán)重，太陽(yáng)能是未來(lái)能源發(fā)展的重點(diǎn)。光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽(yáng)能最重要的開(kāi)發(fā)形式，具有廣闊的發(fā)展前景。并網(wǎng)逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心器件裝置，并網(wǎng)逆變器決定著整個(gè)系統(tǒng)的性能，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略是目前的研究熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的電壓或電流型逆變器在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的缺陷，特別是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的不足，因此本論文主要分析一種新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電壓型逆變器，Quasi-Z源逆變器。它是通過(guò)在傳統(tǒng)電壓型逆變器中引入Quasi-Z源網(wǎng)絡(luò)，使

2、得逆變器主電路的直通成為可能，并利用這種直通使電壓型Quasi-Z源逆變器成為一種Buck-Boost型的單級(jí)式逆變器。該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特別適合用于光伏發(fā)電等輸入電壓變化范圍較大的場(chǎng)合，尤其是應(yīng)用在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，獲得的并網(wǎng)電流不存在死區(qū)，諧波含量少，可靠性能大為提高。
　　 電壓型Quasi-Z源逆變器具有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略，本文選取一種輸入電流連續(xù)的電壓型Quasi-Z源逆變器作為研究對(duì)像，分析了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的整體概況，與Z源逆

3、變器拓?fù)溥M(jìn)行了比較。論文深入分析了電壓型Quasi-Z源逆變器的基本工作原理、換流過(guò)程、升壓原理及非正常工作狀態(tài)。介紹了光伏電池的工程數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)MATLAB/Simulink進(jìn)行了建模和仿真，討論了環(huán)境因素對(duì)光伏電池輸出電特性的影響，得到了不同條件下的P-V特性曲線。最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)是光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，詳細(xì)分析了幾種常用的MPPT算法。然后，針對(duì)Quasi-Z源逆變器在調(diào)制方式上的獨(dú)特要求，對(duì)SPWM和SVPWM的

4、控制原理和直通零矢量的控制方式進(jìn)行了研究，并給出了兩種DSP實(shí)現(xiàn)方法。
　　 本文根據(jù)光伏并網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)要求，在模型分析和控制方法研究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了三環(huán)控制策略:并網(wǎng)電流環(huán)、直流母線電壓環(huán)和直通零矢量環(huán)。在確定系統(tǒng)實(shí)施方案之后，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)硬件部分:主電路、控制電路、外圍檢測(cè)電路等;以CCS為開(kāi)發(fā)環(huán)境，給出了軟件的整體設(shè)計(jì)以及主要中斷子程序的設(shè)計(jì)流程。最后以TMS320F2812芯片為核心，利用其豐富的外圍電路和強(qiáng)大的計(jì)算能力，搭