改进型双向Z源逆变器纹波特性及并网研究

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中文摘要：彭方正教授提出的Z源逆变器通过在逆变桥前引入Z源网络，有效克服了传统电流型和传统电压型逆变器只能升压、降压的不足。对于Z源逆变器，逆变桥的同一相桥臂是允许同时导通的，因此不需要引入死区时间，系统可靠性增加的同时，输出波形质量也得以改善。对于风力发电，光伏发电等输出电压波动范围较大的新能源发电形式，Z源逆变器变得尤为适用。改进型双向Z源逆变器除了具有传统Z源逆变器的优点外，还可以有效降低Z源网络电容上电压。改进型双向Z源逆变器通过在Z源网络二极管处反并联一个开关管有效避免了非正常工作状态的发生，增强了系统的可靠性。基于改进型双向Z源逆变器的工作原理，本文详细分析了传统改进型Z源逆变器工作在非正常工作状态和改进型双向Z源逆变器工作在正常状态时部分支路电压电流的变化规律，然后介绍了适用于Z源逆变器的正弦脉冲宽度调制( Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM) 和空间矢量脉冲宽度调制( Space vector pulse width modulation,SVPWM)。 Z源网络电感电流纹波和电容电压纹波分别影响Z源网络电感电容的选型，所以本文对改进型Z源逆变器的纹波特性进行了深入研究。Z源网络电感电流纹波、电容电压纹波和调制方式有关，本文分析了 SPWM调制的方式和三种典型SVPWM调制方电感电流纹波，并提出了减小电感电流纹波的新型调制方式。对新的调制方式和典型调制方式对应的电感电流纹波进行了充分的分析对比。Z源网络电容电压纹波和Z源网络电感的取值有关，电感在不同范围内取值时，改进型双向Z源逆变器将有不同的工作模式。改进型双向Z源逆变器并网时，要使逆变桥输出电压稳定，首先需要稳定逆变桥直流链电压，文中介绍了使直流链电压稳定的闭环控制方法，提出了基于Z源网络电容电压和电感电流双闭环的直流链电压控制方法。建立了 Z源网络和网侧数学模型。引入前馈解耦策略实现了并网电流有功无功分量的解耦。基于瞬时无功功率理论，实现了负载无功电流的检测。通过控制并网电流有功无功分量在实现并网的同时实现无功补偿的功能。

作者：

周迎宾

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关键词：

Z源逆变器纹波特性正弦脉冲宽度调制空间矢量脉冲宽度调制

授予学位：

硕士

学科专业：

电气工程

导师：

刘震

学位年度：

2019

学位授予单位：

东北大学

语种：

中文

中图分类号：