三相級聯(lián)VSI光伏并網(wǎng)逆變器及控制策略研究.pdf

1、近年來，能源的日益不足，環(huán)境惡化，霧霾天氣的頻繁出現(xiàn)，合理開發(fā)利用清潔新能源日漸被提上議程，綠色、節(jié)能、環(huán)保已成為當(dāng)今時代的主題。
　　三相級聯(lián)VSI并網(wǎng)逆變器相對于其他逆變器具有自身的特點和獨特的優(yōu)勢:首先，相對于傳統(tǒng)的兩電平并網(wǎng)逆變器，其功率開關(guān)器件可承受更低水平的電壓，具有更低水平的頻率和更小的電壓變化率，而且三相級聯(lián)VSI并網(wǎng)逆變器的并網(wǎng)電流諧波畸變率比較低，抗電磁干擾能力強;其次，相對于級聯(lián)H橋，在使用相同數(shù)量的功率開關(guān)

2、管的情況下三相級聯(lián)VSI電路輸出相同電平更高，有效的減小了直流環(huán)節(jié)電容的大小，降低了經(jīng)濟成本。所以，三相級聯(lián)VSI并網(wǎng)逆變器在處理高壓、大功率的問題中具有廣泛的適用性。
　　基于此本文以三相級聯(lián)VSI并網(wǎng)系統(tǒng)為研究對象，根據(jù)其拓撲結(jié)構(gòu)對其進行數(shù)學(xué)建模，并將有限控制集模型預(yù)測控制技術(shù)運用于三相級聯(lián)VSI并網(wǎng)系統(tǒng)中對模型預(yù)測控制器進行了設(shè)計和研究。針對MPC控制中計算量比較大并且存在采樣和預(yù)測電流延時問題設(shè)計加入電流反饋補償環(huán)節(jié)和算法

3、簡化環(huán)節(jié)。最后通過Simulink仿真驗證了理論分析的可行性。
　　根據(jù)三相級聯(lián)VSI電路拓撲結(jié)構(gòu)的特點建立其數(shù)學(xué)模型，并推導(dǎo)三相級聯(lián)VSI電路的輸出電壓、電流和有功功率等基本電量的數(shù)學(xué)關(guān)系表達式。將三相級聯(lián)VSI電路中抑感電流折算到逆變器交流側(cè)LCL濾波電路中，建立其等效電路模型。三相級聯(lián)VSI的各個獨立單元模塊交流側(cè)輸出不具有對稱性，但是整個系統(tǒng)交流側(cè)輸出具有三相對稱的特性。
　　對于三相級聯(lián)VSI光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的MP

4、C技術(shù)的研究，首先構(gòu)建三相級聯(lián)VSI系統(tǒng)在兩相α、β坐標系下的離散預(yù)測模型，構(gòu)造其預(yù)測控制標函數(shù)。然后針對有限控制集模型預(yù)測控制中存有的延時問題，設(shè)計采用兩個采樣周期預(yù)測值和相角補償法對采樣和電流延時誤差進行補償。為解決模型預(yù)測控制中計算量大的問題，設(shè)計簡化計算環(huán)節(jié)，使計算得到簡化，并且不影響系統(tǒng)的控制性能。最后提出基于電流反饋補償環(huán)節(jié)和簡化算法環(huán)節(jié)改進的MPC控制三相級聯(lián)VSI并網(wǎng)系統(tǒng)的具體控制方案。通過Simulink仿真驗證采用M