文档介绍：学校代码 10530 学号 201011011532
分类号 TN464 密级
硕士学位论文
基于三电平逆变器的三相光伏发电系
统研究
学位申请人罗晓雪
指导教师易灵芝教授
学院名称信息工程学院
学科专业电力电子与电力传动
研究方向电力电子装置与系统
二〇一三年六月一日
Research of three phase photovoltaic
generation system based on three-level
inverter
Candidate Luo Xiaoxue
Supervisor Prof. Ling-zhi Yi
College College of Information Engineering
Program Power Electronics and Power Drive
Specialization Power Electronics device and System
Degree Engineering Master
University Xiangtan University
Date
湘潭大学
学位论文原创性声明
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作者签名: 日期: 年月日
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作者签名: 日期: 年月日
导师签名: 日期: 年月日
摘要
2011 年 3 月,日本 9 级大地震导致了福岛核电站受损泄漏,引起全世界的
高度关注,太阳能光伏发电是最有发展潜力的重要可再生能源,作为我国战略性
新型产业的地位不会改变。2012 年 3 月 1 日,国家正式启动了允许单位和个人
新能源发电卖给国家的政策。家庭式光伏电站以其成本较低,绿色环保,安装节
约空间等优点成为了我国家庭式产电的主力军。继 2011 年国家电网公司启动分
布式光伏发电支持政策之后,我国的小型光伏产业在新能源领域开始绽放光彩。
本文以三相光伏发电系统为研究对象,对光伏电池的输出特性、光伏电池最大功
率点跟踪控制技术、光伏逆变器控制策略等进行了深入研究。
(1)对光伏电池的输出特性进行了浅要分析,并在标准工作条件下测试得
到的光伏电池工程计算数学模型的基础上,搭建出一种基于一般工作状况下的光
伏电池工程计算模型,并在 Matlab/Simulink 进行了仿真,验证其正确性。
(2)在剖析光伏电池 MPPT 原理的基础上,总结现有的定点电压跟踪法、
短路电流比例系数法、差值计算法、扰动观察法、电导增量法、模糊理论法、人
工神经网络法、智能复合法和粒子群 MPPT 控制算法及其控制电路的基本拓扑
结构。根据光伏工程的实际需要,选择扰动观察法作为主要研究对象,针对传统
扰动观察法中出现的扰动和误判现象,推出一种防误判型 MPPT 控制技术,采
用了防误判和自适应变步长扰动观察算法的优点,并由双 PWM 控制的新型
Buck-Boost 电路以及抑制积分饱和控制器构成电流闭环控制。该技术模型的仿真
结果与其他 MPPT 控制器的实验数据做比较,说明了该控制器具有较好的性能。
(3)结合光伏发电系统的特征,对比分析了 NPC 箝位型、电容箝位型、混
合箝位型、通用型、层叠式和级联型多电平逆变器拓扑结构的优缺点,选用二极
管箝位型三电平逆变器为本文系统中的光伏逆变器。分析三电平逆变器 PWM 控
制策略、SVPWM 控制策略以及几种改进型的 SVPWM 控制策略的基础上,针对
传统 SVPWM 控制算法在电平数较高的逆变器中实现复杂,控制速度慢的缺陷,
提出了一种降阶型 SVWM 控制算法简化运算,提高速度。并通过仿真和小功率
实物实验,共同验证了三电平逆变器以及 SVPWM 控制算法的良好性能,以及
降阶型 SVPWM 控制策略的正确性和