基于空間矢量滯環(huán)控制的Z源光伏并網(wǎng)逆變器研究.pdf

1、能源短缺一直是本世紀(jì)人類(lèi)關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題，而太陽(yáng)能作為一種可再生能源已經(jīng)列入未來(lái)可大規(guī)模利用能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)部分。光伏發(fā)電作為一種最直接的利用太陽(yáng)能的新興技術(shù)已經(jīng)得到大多數(shù)國(guó)家的政策支持。逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心部件，其控制技術(shù)以及對(duì)當(dāng)前技術(shù)的改進(jìn)也成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。而太陽(yáng)能電池板的輸出電壓大范圍的波動(dòng)使得光伏逆變系統(tǒng)往往需要DC/DC環(huán)節(jié)來(lái)達(dá)到升壓的目的。Z源逆變器由于其固有的特點(diǎn)使得其可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電壓源型逆變器并且不需要直

2、流側(cè)的DC/DC環(huán)節(jié)。本課題圍繞Z源并網(wǎng)逆變器空間矢量滯環(huán)控制控制技術(shù)展開(kāi)研究。全文分為五章。
　　第一章闡述了本課題的研究背景以及選題的意義，對(duì)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀作了簡(jiǎn)單的介紹。在分析傳統(tǒng)逆變器自身存在的局限性以后，提出了Z源逆變器并且通過(guò)與傳統(tǒng)逆變器的比較得出Z源逆變器的優(yōu)點(diǎn)。
　　第二章對(duì)Z源逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、基本工作原理做細(xì)致的分析，并針對(duì)Z源的特點(diǎn)對(duì)當(dāng)前常用的Z源控制算法進(jìn)行比較分析，并對(duì)Z源應(yīng)用中的滯環(huán)電流控制算法進(jìn)

3、行歸納并對(duì)空間矢量滯環(huán)控制控制策略運(yùn)用到Z源并網(wǎng)系統(tǒng)上做可行性論證。
　　第三章分析了基于Z源的空間矢量定時(shí)滯環(huán)控制策略，并通過(guò)空間矢量相關(guān)理論推導(dǎo)給出電流解耦控制規(guī)律和定時(shí)比較算法以及插入直通時(shí)間的方法。為了提高控制精度，在定時(shí)滯環(huán)控制算法基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，重點(diǎn)給出保證滯環(huán)控制頻率固定的環(huán)寬變化范圍以及該控制策略下直通占空比的變化范圍。通過(guò)MATLAB/Simulink仿真，驗(yàn)證空間矢量滯環(huán)控制算法下Z源光伏并網(wǎng)系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)，包括

4、電流畸變率、功率因數(shù)、直流升壓能力等。
　　第四章調(diào)試基于TMS320F2812的Z源三相光伏并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。對(duì)系統(tǒng)功率電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中包括Z源逆變器的電容、電感以及二極管的選取原則進(jìn)行分析計(jì)算；硬件電路部分包括采樣電路和調(diào)理電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試，對(duì)過(guò)零比較電路和TMS320F2812進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹；軟件部分包括給出基于DSP的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，重點(diǎn)給出控制流程圖、軟件鎖相原理、軟啟動(dòng)過(guò)程、過(guò)流檢測(cè)算法以及簡(jiǎn)單的數(shù)字濾波算法的實(shí)現(xiàn)。