三电平准Z源逆变器并网控制方法研究

来源 :厦门理工学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leocaan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为了使可再生能源发电系统安全、稳定且高效的输出高电能质量来达到并网的目的,传统的两电平并网逆变器在适应可再生能源的输出波动性、提升并网容量、降低谐波含量等方面逐步难以适应,三电平逆变器拓扑结构和Z源/准Z源网络的提出和研究逐渐展现出两者的良好应用前景。然而,对结合了两者优点的三电平准Z源逆变器(quasi-Z Source Inverter,qZSI)应用于并网的研究还不够完善,针对这一新型拓扑的理论模型分析还不够充分,也缺乏具有普遍参考价值的控制方法及其设计方法。本课题对此开展研究,从理论模型分析入手,以期为qZSI建立从拓扑结构分析到电路参数设计、调制策略设计、滤波器设计,最后实现并网控制的一整套控制方法,为硬件电路开发和产品设计奠定基础。研究内容具体包括:首先,分析了三相三电平qZSI的典型拓扑结构,基于其利用逆变电路中开关桥臂的直通状态为准Z源(quasi-Z Source,q ZS)网络中的电容、电感储能从而实现升压的原理,设计了具体的上、下直通状态和非直通状态相配合的工作模式,建立了稳态和动态数学模型,再以此为基础建立了关键的q ZS电容、电感参数设计方法,为q ZS网络的设计和优化提供理论依据。其次,提出了三种适合三电平qZSI的调制策略。针对三电平qZSI通过逆变桥臂的全直通状态来实现升压的工作模式,提出了改进反向载波层叠法;针对三电平qZSI通过上、下直通状态组合来进行升压的工作模式,提出了改进同相载波层叠法和基于线电压坐标系的改进SVPWM方案。通过Matlab/Simulink仿真,对三种改进调制策略的有效性进行了验证。接着,提出了应用于三电平qZSI并网控制系统的LCL滤波器参数设计方法。利用所提出的设计方法,能够在对产品进行具体设计时根据设计指标来计算滤波器参数,实现既滤除谐波,又避免电路因进入谐振状态而引起LCL滤波器内部不稳定的目标。这一方法的有效性通过一个具体案例进行了仿真验证。最后,提出了三相三电平qZSI的整体并网控制方法,包括独立的直流链电压闭环控制策略、中点电位平衡控制策略以及恒功率并网控制策略三个部分,并对每个部分都进行了独立仿真,验证了有效性。然后以一个20k W的qZSI并网逆变器为案例,用上述方法进行了全面设计,经Matlab/Simulink仿真表明,该系统可成功实现将光伏输出电压从400V通过q ZS网络提升至电压等级800V输入到三电平逆变器的直流侧,并以线电压有效值380V并入三相交流电网,谐波含量(THD)不超过2%,且在遭受25%的直流电压扰动(100V)和50%的并网功率(10k W)扰动下仍保持系统稳定,从而从整体上全面验证了本文所提出方法的有效性。综上,本文阐述的研究工作较全面地建立了一种将三相三电平逆变技术与q ZS网络相结合以实现并网逆变的方法,并通过Matlab/Simulink进行了仿真验证,确保了这一方法在本类型qZSI设计中的有效性,实现了预期目标,能够为后续的产品应用开发以及其他类型的准Z源衍生拓扑研究提供参考和基础。
其他文献
目的 :分析急性髓系白血病患者常见的几种融合基因及基因突变和临床白血病类型的相关性,讨论常见融合基因及基因突变在临床诊断和分型中的应用价值。方法:收集110例初发的急性髓系白血病患者,分别记录他们的性别、年龄、发病时外周血白细胞数,常见融合基因与基因突变的结果,结合临床诊断了解融合基因及基因突变对髓系白血病类型的关系。结果 :110例急性髓系白血病统计出融合基因及基因突变的阳性率为60.9%,包括
会议
柱上开关作为一种具有控制、保护和隔离等功能的开关设备,广泛应用于我国配电网。柱上开关通常安装于户外输电杆上,易受光照、风雪、雨水、季节更替等外部环境温度变化的影响,也易受负荷容量变化导致自身内部温度变化的影响。柱上开关的系统电压测量关键部件——电子式电压互感器(Electronic Voltage Transformer,EVT),因其运行环境温度的变化,进而使得测量精度无法达到设计要求。EVT测
学位
随着计算机技术和传感器技术的不断发展,为更好满足自动化生产设备柔性化的需求,相较于传统单一机械臂/AGV各自完成某一环节的任务,将两者集成为兼具移动和可操作功能的移动机器人极大地拓展了传统机器人的应用范围,在各领域都具备广阔的应用前景。移动机器人研究是一项复杂的系统工程,涉及视觉定位技术、SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)与导航技术、智能控制技术
学位
核酸检测在传染性疾病的预防与诊断方面发挥着重要的作用,例如,自新型冠状病毒(SARS-CoV-2)肆虐以来,核酸检测结果已经成为发现并隔离被感染者以限制疫情的进一步扩大的重要依据之一。但由于传统核酸检测技术操作过程复杂且样本易受污染造成假阳性,使得核酸检测效率低、发放报告结果等待时间较长且无法向基层医疗单位大规模推广应用。为突破这一限制瓶颈,本人所在课题组研发设计了基于微流控的核酸现场快速检测仪器
学位
磁共振成像(Magnetic Resonance Image,MRI)是临床医疗重要的辅助诊断手段之一,它既能可视化医生感兴趣的组织和器官,又具备了其他医疗成像方式没有的优点,比如无放射性、多参数采集、成像自由度高等。为了获得更丰富的细节,医生往往会通过改变仪器参数来获取多个对比度的图像。由于不同对比度图像不是同时采集的,增加采集对比度的数量将会直接导致采集时间的增加。因此,加速磁共振图像的采集以
学位
《晚熟的人》有12篇中短篇小说,体现了莫言的文学主张,即暴露黑暗,揭示邪恶,文学永远不是唱赞歌的工具。但是,莫言作为生长在新中国、由党和人民培养出来的体制内的党员作家,应该有歌颂真善美,引导社会向上向善的责任和担当。
期刊
随着真空断路器在电气领域的快速发展,真空断路器弹簧操动机构作为一种开关设备在中压领域中得到广泛应用,真空断路器中弹簧操动机构性能的优劣对电力系统可靠性有重要影响。对弹簧操动机构进行理论研究、优化设计、样机试验对提升整机运行参数具有重要意义。本文以断路器弹簧操动机构为研究对象,采用理论分析、动力学仿真、算法优化以及样机试验相结合的方法,对操动机构中的四连杆机构进行优化与设计,改善断路器在合闸过程剩余
学位
《晚熟的人》是莫言在获得诺贝尔文学奖之后出版的首部中短篇小说集,体现出作家试图突破“诺奖魔咒”的努力,可以看作是其“晚期风格”的开始。与之前的作品相比,莫言在这部小说集中的叙述视角从在场者的故事讲述转变为还乡者的冷静审视,叙述风格从汪洋恣肆到平实克制,描写方式从油画式的铺张渲染到中国画线条式的简单勾勒,使高密东北乡从寓言性的精神原乡转变为实实在在的故乡。新时代中的乡村“新人”形象是小说书写现实的着
期刊
为了使机械臂在非结构化环境下实现端到端的自主学习控制,本文基于深度强化学习算法结合视觉图像与运动学模型完成机械臂抵达目标区域任务,针对稀疏奖励环境下机械臂运动控制算法探索效率低、学习速度慢、样本利用率低等问题,研究设计了改进方法,提高了任务成功率。本文根据任务适配选择采用深度确定性策略梯度算法,设计了预设任务的机械臂控制方法总体框架,提出了一种结合重要性采样的机械臂运动控制方法,增大了有效样本的采
学位
随着互联网行业的发展,根据用户偏好提供个性化的产品或服务,越来越重要。由于用户对个性化图标的强劲需求,风格多样的图标集如雨后春笋般涌现。这些图标集中的许多图标,是由设计师在原图标的基础上转换风格后得到的,转换后的图标与原图标相比,图标的风格改变了,但保留了原图标想要表达的信息(图标内的标识、文本及背景颜色等),这与图像的风格转换研究的应用场景类似。因此,本文利用图像的风格转换技术智能地完成上述图标
学位