基于新型調制控制技術的Quasi-Z源光伏逆變器.pdf

1、本文研究了一種基于新型調制控制技術的單相Quasi-Z源級聯光伏逆變器。級聯逆變系統(tǒng)由單相Quasi-Z源逆變器模塊組成，有效地將單相Quasi-Z源逆變器和級聯H橋多電平逆變器的優(yōu)點相結合起來。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，Quasi-Z源逆變器以獨特的LC網絡代替了傳統(tǒng)的DC/DC變換電路，以單級式的結構實現升/降壓與逆變功能，適用于光伏電池的電壓寬范圍變化，并能克服傳統(tǒng)逆變器直通損壞的問題。級聯結構可以利用低壓開關器件實現高壓大容量輸出，并且

2、，可以在較低的開關頻率下獲得低諧波的輸出電壓。作為級聯逆變系統(tǒng)的基本組成單元，單相Quasi-Z源逆變器模塊至關重要。
　　單相Quasi-Z源逆變器采用新型調制控制技術比采用傳統(tǒng)SPWM技術的優(yōu)勢主要體現在:1）可以有效減小Quasi-Z源網絡的電容、電感，降低系統(tǒng)的開關次數，降低系統(tǒng)損耗，提高效率。因為，傳統(tǒng)SPWM控制的單相Quasi-Z源逆變器模塊為了保證輸出質量，通常采用增大Quasi-Z源網絡電容、電感的方法減小直流母

3、線的兩倍頻電壓脈動和電感電流脈動。并且，采用傳統(tǒng)SPWM調制時，逆變橋中至少有兩個開關器件在零矢量階段插入直通矢量，導致插入直通矢量的開關管的開關頻率增加，系統(tǒng)的開關損耗增加。但是，采用新型調制控制技術的單相Quasi-Z源逆變器模塊工作時允許直流母線電壓兩倍頻脈動，并且在混合調制的PAM階段，總有兩個對角線的開關管不進行開關動作。2）可以明顯降低Quasi-Z源逆變器的共模電壓。3）由Quasi-Z源逆變器構成的級聯逆變系統(tǒng)采用混合調

4、制技術時，輸出的多電平電壓諧波比采用SPWM技術時低。因此，新型調制技術不僅解決了單相Quasi-Z源逆變器模塊傳統(tǒng)SPWM控制時所出現的問題，并且?guī)砹酥T多優(yōu)勢。
　　在文章結構上，本文首先介紹了單相Quasi-Z源逆變器模塊和級聯逆變系統(tǒng)傳統(tǒng)SPWM的工作原理及特點，并在此基礎上提出了新型混合調制技術。其次，分析了單個Quasi-Z源逆變器模塊的新型混合調制技術，在此基礎上構建了由三個模塊組成的單相級聯逆變系統(tǒng)，通過仿真驗證了

5、單個模塊和級聯逆變器的工作性能。再次，對單個模塊采用混合調制時的工作狀態(tài)進行了詳細分析，給出了單個模塊的損耗估算方法。最后，搭建了單個逆變器模塊的實驗平臺，驗證了采用混合調制時，Quasi-Z源逆變器模塊參數設計以及理論分析的正確性。并且，通過與Quasi-Z源逆變器模塊采用傳統(tǒng)SPWM時的實驗結果對比，證明單相Quasi-Z源逆變器采用新型混合調制技術不但可以減小Quasi-Z源網絡電感、電容，還能大大降低系統(tǒng)的開關次數，減小共模電壓