級聯三相橋并網逆變器的調制策略研究.pdf

1、級聯多電平逆變器已成為電力電子技術領域的研究熱點之一,它廣泛應用于新能源發(fā)電并網系統、高壓直流輸電、大容量電機驅動等場合。目前應用較為廣泛的是以單個H橋逆變器為基本單元構成的級聯H橋(Cascaded H-Bridge, CHB)多電平逆變器,其調制策略及控制方法的研究已經比較成熟。近年來,有學者提出了一種以三相橋為基本單元構成的級聯三相橋多電平逆變器,與級聯 H橋逆變器相比,它更加適合三相大功率場合以及新能源發(fā)電并網系統。本文以級聯三

2、相橋多電平逆變器為研究對象,對其調制策略、控制方法及并網技術等方面進行了研究。
　　首先建立了級聯三相橋多電平逆變器的數學模型,從數學角度分析了其級聯關系及控制方式,并分析了二級級聯結構的電壓、電流及功率等電量關系,同時分別研究了逆變器二級級聯結構和耦合變壓器結構的電壓、電流矢量圖及電壓空間矢量描述,并且對后者更多級的擴展方式進行了分析研究。本文在載波相移PWM(Carrier Phase-shifted PWM,CPS-PWM)

3、調制策略的基礎上,提出一種新的調制方法——載波相移分配 PWM(Carrier Phase-shifted-distributed PWM,CPSD-PWM)調制策略,并推導出不同調制策略下逆變器交流側輸出的線電壓諧波數學表達式。研究表明,CPSD-PWM的本質是在線電壓的各次諧波分量表達式中加入了數學因子ejmθ。
　　然后,研究了基于LCL濾波器結構的級聯三相橋逆變器的并網控制策略,給出了連接逆變器模塊的抑流電感的折算方法,并

4、建立了并網逆變器等效電路模型。通過仿真驗證了級聯三相橋多電平逆變器二級級聯結構和耦合變壓器結構的并網控制策略,表明了新調制策略的正確性。同時,通過對比兩者的仿真結果,得出各模塊交流側輸出電流的負序分量是影響其直流母線電壓波動的原因之一。
　　最后,搭建了級聯三相橋逆變器實驗平臺,通過升壓模塊構造了三組獨立的直流母線,采用DSP和FPGA數字控制器實現了CPSD-PWM調制策略,實驗結果證實了新調制策略的正確性。
　　綜上,本