基于不連續(xù)PWM調制的儲能逆變器研究.pdf

1、隨著全球性能源危機的不斷加劇,基于新能源的分布式發(fā)電系統(tǒng)受到廣泛關注和快速發(fā)展。由于太陽能、風能的隨機性特點,導致在用電高峰期不能提供足夠電能,在用電低峰時發(fā)出過剩電能的問題。電池通過儲能逆變器與分布式電網(wǎng)的能量雙向流動達到為分布式發(fā)電消峰平谷的作用,有效解決了以上不平衡問題。儲能逆變器作為分布式發(fā)電中的一個重要組成部分,其變換效率的提高成為眾多學者研究的熱點。本文以儲能逆變器為研究對象,圍繞其調制策略、主電路參數(shù)設計等問題展開深入研究

2、。
　　首先,分析三相儲能逆變器的數(shù)學模型與控制系統(tǒng)。在主電路拓撲結構和基本工作原理分析基礎之上,建立系統(tǒng)abc、αβ、dq坐標下的數(shù)學模型,揭示了網(wǎng)側電流與交流側電壓之間的數(shù)學關系。同時介紹了三相儲能逆變器系統(tǒng)控制結構,分析了PWM調制在儲能逆變器中的作用。
　　其次,研究了不連續(xù)脈寬調制(DPWM)策略。首先介紹了PWM調制類型。然后,推導了4種DPWM調制策略的開關損耗與功率因數(shù)角之間的對應關系。論文以調制電壓和輸出電

3、流大小為依據(jù)獲得了零序電壓表達式,根據(jù)零序電壓與對應DPWM調制策略的關系,給出了損耗最小的調制信號實現(xiàn)方法。最后,通過一個周期PWM波形的傅里葉展開,得到了DPWM調制輸出相電壓的頻譜分布,為后續(xù)LCL參數(shù)的優(yōu)化設計提供基礎。
　　然后,針對 DPWM調制輸出諧波增大的問題,提出了一種新的 LCL濾波器設計方法。通過LCL數(shù)學模型,分析了LCL型濾波器的濾波特性以及各個參數(shù)對其濾波效果的影響,給出了一種基于 DPWM調制策略的

4、LCL參數(shù)設計方法。根據(jù)以上對PWM調制輸出相電壓頻譜分析結果,重新計算了DPWM調制和連續(xù)脈寬調制(CPWM)產(chǎn)生諧波電流值,并算出一組實驗平臺參數(shù)。
　　最后,對以上的 DPWM調制實現(xiàn)方法和新的 LCL濾波器設計方法的正確性進行仿真和實驗驗證。通過對仿真和實驗所得儲能逆變器輸出相電壓的傅里葉分解,驗證了諧波計算方法的正確性。實驗結果表明儲能逆變器效率得到了有效提高,同時輸出電流諧波符合設計要求。這充分證明了本文所采用調制方法