三电平光伏并网逆变器共模电压抑制研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mouliyue
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光伏并网技术是一项伴随人类对新能源不断探索、研发和有效利用过程中催生的新型技术。本文主要研究对象为二极管箝位式非隔离型三电平光伏并网逆变器,随着光伏系统容量的不断增加,对逆变器的成本、效率和可靠性的要求也越来越高。非隔离型三相三电平光伏逆变器耐压等级高,输出电压更接近正弦波,电压畸变率低,谐波含量小,省去了笨重的工频变压器或者复杂的高频变压器,在光伏并网发电系统中得到了广泛应用。但光伏并网逆变器普遍存在共模电压的问题,由共模电压产生的共模电流带来传导和辐射干扰,使得进网电流谐波和损耗增加,危及设备和人员安全。本文就光伏并网逆变器的共模电压问题,开展了一定深度的理论和实践研究,主要研究内容可概括如下:  (1)基于课题研究背景,对现有三电平逆变器的拓扑结构进行梳理,阐述了共模电压的危害,选择从控制策略(有源)和回路特性(无源)两方面实现对光伏并网逆变器共模电压的有效抑制。  (2)重点研究非隔离型NPC三电平光伏并网逆变器拓扑结构及工作原理。在此基础上,研究了共模电压的产生机理并建立逆变器共模等效模型。  (3)基于调制策略对三电平光伏并网逆变器共模电压展开研究。在分析SPWM和SVPWM调制策略基础上,研究一种不含小矢量参与合成的调制策略。该调制策略不仅能保证低共模电压,而且还具备高直流电压利用率和中点电位自平衡的优点。  (4)基于改进型LCL滤波器的三电平光伏并网逆变器共模电压抑制。除调制策略外,还可以从硬件角度出发,采用改进型LCL滤波器,将回路滤波电容的中性点引回至直流侧中点,逆变器输出端高频共模电压将大幅减少。随后对改进型LCL的参数进行了设定。  (5)在设计光伏并网逆变器实验系统基础上,搭建仿真模型和实验平台,通过仿真和实验数据验证了本文的理论分析。
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