光伏并网逆变器共模电压抑制方法和实验研究

作     者：文家燕 

作者单位：合肥工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王付胜

授予年度：2012年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：并网逆变器 共模电压抑制 SPWM调制策略 电压空间矢量 光伏并网技术 

摘      要：光伏并网技术是一项伴随人类对新能源不断探索、研发和有效利用过程中催生的新型技术,特别是随着大功率光伏并网逆变器的小型化、模块化、模组化、多功能化和高性能化,以及控制方式的全数字化所带来的高可靠性、良好的鲁棒性、控制的集中性等优点,促使光伏并网逆变器应用到工况时的灵活性和适应性不断增强。为此,学术界和工程界对光伏并网逆变系统展开了多维度的理论和实践研究。作者通过阅读大量国内外文献,就光伏并网逆变器的共模电压问题,开展了一定深度的理论和实践研究。本文主要研究内容可概括如下： （1）基于课题研究背景,对现有三电平并网逆变器的拓扑结构进行了梳理,阐述了共模电压的危害,结合国内外研究现状,选择从控制策略角度实现对并网逆变器共模电压的有效抑制或消除。 （2）重点针对NPC三电平并网逆变器拓扑结构,分析了单个NPC三电平逆变器的工作原理和描述了换流过程。介绍了空间适量发生原理,并对控制系统进行了整体设计。 （3）以SPWM调制策略为例,对共模电压进行了傅里叶分析,并就同相、反相载波的调制策略下,比较了共模电压的抑制效果。同时介绍了SVPWM调制策略在统一调制算法中的实现过程以及该调制策略下的共模电压。 （4）重点分析了两电平和三电平开关状态之间的关系,提出了能够消除NPC三电平并网逆变器共模电压的调制策略,并进行了理论和仿真分析。 （5）搭建了6.5KW样机实验平台,并在此平台上对同相载波SPWM、反相载波SPWM、SVPWM、能够消除共模电压的SPWM等四种调制策略进行了实验验证,比较分析了共模电压。实验结果表明不同调制策略对共模电压的抑制或消除存在差异和共性。从而为工程应用提供了一定的参考价值。 最后,总结课题研究的不足,提出了未来要进一步研究的方向。