文档介绍：湖北工业大学
硕士学位论文
Z源型单相光伏并网逆变器的研究
姓名:葛静
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:张杰
20100601
湖北工业大学硕士学位论文
摘要
能源和环境问题长久以来一直是世界各国所关心的问题,为了在此问题上实现
可持续性的发展,很多国家都将光伏发电技术的发展研究作为其中之一的解决之
道。逆变器作为光伏系统中的关键部分,一直是各国专家学者的研究重点。Z 源型
逆变器是近年提出的一种带有新型 Z 源网络的逆变器,由于其具有传统逆变器所
不具备的一些优良特点而得到国内外学者的关注。本文主要对单相 Z 源型逆变器
在光伏并网系统的应用进行了相关的研究。
首先介绍了单相 Z 源型逆变器的拓扑提出、工作原理以及 Z 源逆变器独有的
逆变桥直通状态的控制方法,分析了 Z 源逆变器的一种非正常工作状态,给出了
避免其进入非正常工作状态而应该满足的相关参数设置。根据 Z 源逆变器的工作
特点,将直通状态和非直通状态下的电路进行等效分析,给出了其状态空间方程,
并根据状态空间平均法对 Z 源网络进行了建模分析。
根据 Z 源网络的相关特点以及光伏并网逆变器应满足的相关性能,对单相 Z
源光伏并网逆变器进行了控制系统的设计。控制系统整体由一个双闭环系统构成:
并网电流内环控制以及 Z 源网络电容的外环控制。通过对 Z 源电容电压的控制来
实现对逆变桥直流链电压的控制,由于本文采用的是恒电压最大功率跟踪方式,
所以只要将光伏阵列输出电压与逆变桥直流链电压进行匹配,当逆变桥直流链电
压稳定的时候便可以实现最大功率跟踪控制了。对 Z 源网络的电感、电容以及并
网电感的设计原理进行了分析,并给出了相关的参数设计公式。根据分析得出的
参数设计公式以及控制系统的设计方法对单相 Z 源光伏并网系统进行了仿真分析,
得出了部分结果,并对得出的结果进行了分析,对仍然存在的问题进行了总结,
提出进一步的研究分析计划。
最后,对全文进行了系统的总结,并对 Z 源逆变器未来的相关研究做出了展望。

关键词:单相逆变器,光伏并网,Z 源网络,双闭环控制
I
湖北工业大学硕士学位论文
Abstract
Energy and environment problems have aroused universal concern of the whole
munity. In order to realize the sustainable development of energy and
environment, photovoltaic technology has been viewed by many countries as a feasible
solution. Inverter, which is a key part of PV system, has always been a focus of research.
Z-source inverter, an inverter equipped with Z-work which has just been
proposed in recent years, has aroused attention of domestic scholars because of its
advantages over traditional inverters. The paper intends to study the application of
single phase Z-source inverter in PV grid-connected system.
First, the topology, working principle and control method of inverter bridge shoot
through state of Z-source inverter is introduced. Then we analyze an abnormal working
condition of Z-source inverter and propose a parameter setting which can avoid such
abnormal working condition. According to the features of Z-source inverter, we make
an equivalent analysis of circuits in a shoot thr