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随着全球能源危机的加剧以及化石燃料能源的使用,人类对清洁可再生能源的需求日益加剧。而风能作为世界上最具发展前景的清洁能源逐渐引起了世界各国的关注。我国作为世界风电事业的主要国家之一在风力发电领域取得了令人瞩目的成果,近年来无论是总的风电装机容量还是新增装机容量都居世界首位。目前随着风电装机容量的增大、电压等级的升高导致变换器开关承受的电压增大,因此多电平变换器应运而生,本文以此为研究背景在一种单相升降压五电平逆变器的基础上提出了三相系统的结构。并基于MATLAB对其进行了建模及仿真研究。通过搭建逆变器的硬件平台对其工作特性进行了分析和验证。本文的主要工作如下:(1)首先针对传统五电平逆变器结构复杂,功率器件过多的不足,本文介绍了一种带有升降压的五电平逆变器拓扑结构,并对其工作原理做了细致的分析,通过其与三种经典拓扑结构和功能的对比说明了其结构简单且具有升降压能力的优越性。(2)其次介绍了载波脉宽调制和空间矢量脉宽调制两种调制策略,由于空间矢量调制策略应用于三电平以上逆变器时导致系统的开关控制过于复杂不易掌控,所以本文使用载波层叠法实现了逆变器的调制,针对于带有升降压的逆变器结构分别采用模型预测控制(MPC)和PI控制建立了系统的数学模型,通过MATLAB/Simulink对带有升降压的三相五电平逆变器及其并网控制策略进行了仿真,验证了系统结构、参数设计及控制策略的正确性与有效性。(3)最后搭建了带有升降压的三相五电平逆变器系统的硬件实验平台,并基于TMS320F2812的DSP和FPGA进行了系统程序的设计,通过实验验证了带有升降压的三相五电平逆变器拓扑的升降压性能。