论文部分内容阅读
非隔离型光伏并网逆变器由于省去了隔离变压器,具有效率高、体积小、重量轻等优点,已经成为研究和应用的热点。然而,随着逆变器功率等级和电压等级的不断提高,普通非隔离型光伏并网逆变器,已经难以满足用户的需求,因此,非隔离型三相三电平光伏并网逆变器得到了越来越广泛的应用。本文主要以三电平Boost(Three Level Boost, TL-Boost)电路为研究对象,并将TL-Boost电路应用于非隔离型三相三电平光伏并网逆变器中,作为前级升压电路,解决了普通Boost电路在高压大功率应用场合的缺点；而后级则采用二极管箝位型三相三电平逆变电路拓扑,具有谐波小的优点。论文主要研究了基于TL-Boost电路的共模等效电路,推导了它的漏电流计算公式,在此基础上得出了对TL-Boost电路采用同步调制策略可抑制系统共模漏电流的结论；研究了TL-Boost电路的启动过程,给出了数字实现方法,并针对启动过程中直流母线建压时可能出现的中点电位不平衡问题,提出了一种基于前级TL-Boost电路的模糊控制策略,实现了母线侧两电容电压的平衡；文中采用恒定压法和扰动观察法相结合的最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)控制方法,减小了最大功率点处小功率振荡所造成的能量损失,从而实现光伏组件的最大功率输出。文中研究的基于前级TL-Boost电路的中点平衡模糊控制策略,保证了母线侧两电容电压的平衡。不仅可以消除由于前级电路参数不一致所造成的中点电位不平衡问题,而且也能在系统正常工作时,抑制来自后级逆变器对中点电位的影响。这种控制方法只需将母线侧两电容电压的误差量和误差变化量作为模糊控制器的输入量,根据事先设置好的控制规则,做出决策,再经去模糊化后对MPPT计算出来的占空比进行修正,从而实现母线电压中点电位的平衡,无需额外的硬件开销,只需软件实现,故成本低。论文给出了TL-Boost电路的主要参数设计方法,选择了功率器件；同时也完成了辅助电源电路、保护电路和驱动电路的主要设计工作；分析了直流侧绝缘阻抗的检测原理。最后搭建了17KW的仿真和实验平台,并选用TI公司的浮点型DSP TMS320F28335实现了TL-Boost电路的全数字控制。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和设计的可行性。