多電平變換器相對于傳統(tǒng)兩電平變換器具有輸出諧波含量低、能降低器件承受的電壓等級等優(yōu)點,在中高壓大功率場合下得到了廣泛的應(yīng)用。本文研究了一種三相非隔離型兩級式并網(wǎng)逆變器,前級采用三電平Boost電路,后級采用三相T型三電平逆變拓撲。相對于傳統(tǒng)兩電平Boost電路和二極管鉗位型逆變器,該逆變器前級三電平升壓型電路能拓寬光伏陣列的輸出電壓范圍,后級T型三電平拓撲能解決傳統(tǒng)二極管鉗位型拓撲存在的損耗分布不均勻、功率器件過多等問題。本文首先詳細地分析了三電平Boost變換器和三相T型三電平逆變器的工作原理,并建立了其數(shù)學(xué)模型。為了減小電感電流紋波和平衡直流側(cè)兩電容電壓,前級變換器采用了開關(guān)管移相180°的交錯控制和調(diào)整開關(guān)管導(dǎo)通時間的策略;同時,后級逆變器采用一種前饋電流控制的方法,來提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度,減小直流母線電壓的波動。為了降低并網(wǎng)電流的諧波含量以及增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性,提出了一種基于改進型的重復(fù)控制方法。針對傳統(tǒng)三電平空間矢量脈寬調(diào)制方法存在計算復(fù)雜和扇區(qū)難以判斷等缺點,采用了一種簡化的三電平空間矢量脈寬調(diào)制算法,通過將三電平空間矢量分解轉(zhuǎn)換成簡單的兩電平空間矢量,簡化了運算。針對三電平中點電位波動問題,分析了電容電壓不均等的原因以及矢量對中點電位的影響,采用平衡因子動態(tài)分配法,對小矢量的作用時間進行重新分配,實現(xiàn)了直流側(cè)兩電容電壓的平衡。最后,采用Matlab/Simulink仿真軟件搭建了兩級式光伏并網(wǎng)逆變器仿真模型,對所述控制策略及調(diào)制算法進行了仿真驗證。同時,在理論分析與仿真研究的基礎(chǔ)上,對光伏逆變系統(tǒng)進行了軟硬件的設(shè)計,搭建了一臺20kW的三電平逆變器實驗樣機,并通過實驗結(jié)果對比分析,驗證了所提控制方法的正確性和有效性。
【學(xué)位單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM464

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