Z源逆变器并网应用研究

论文摘要

本文对Z源逆变器并网的工作模式、动态模型和控制策略进行了研究。第一章首先对Z源逆变器的研究现状进行了回顾,并介绍了几种已有的并网控制策略。第二章提出了Z源逆变器的直流链闭环控制。首先对Z源逆变器直流链进行了小信号建模;然后设计了Z网络电容电压的闭环控制系统,并用仿真和实验验证了其正确性;第三章首先对Z源并网逆变器逆变部分进行了建模,介绍了LCL滤波器尖峰抑制策略。随后介绍了零稳态误差的PR的控制策略,并在此基础上设计了准PR控制器,完成了对该控制系统的补偿环节的计算。最后在介绍完软件锁相技术后给出了仿真波形,验证了理论分析和设计。第四章介绍了Z源并网逆变器的硬件设计以及DSP软件实现的流程图。其中,先介绍了主电路设计;然后介绍了辅助电源方案、驱动电路、过零点检测电路和保护电路。软件设计方面介绍了软启动程序、同步锁相程序和产生PWM波的程序。最后给出了逆变器并网运行的实验结果。最后对本文的研究工作进行了总结,并对将来的研究方向进行了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 传统并网逆变器
• 1.3 Z源并网逆变器的提出
• 1.4 Z源逆变器控制策略的国内外研究现状
• 1.4.1 Z源逆变器的基本原理
• 1.4.2 Z源逆变器的升压控制策略
• 1.5 并网的控制特点
• 1.6 并网控制方法
• 第二章 Z网络动态模型及其直流链电压的控制研究
• 2.1 Z网络的动态模型
• 2.1.1 Z网络小信号建模
• 2.1.2 Z网络动态模型分析
• 2.2 Z网络电容电压的闭环控制
• 2.2.1 电容电压的闭环控制原理和控制系统设计
• 2.2.2 控制系统软件设计
• 2.2.3 仿真和实验结果
• 2.3 本章小结
• 第三章 Z源逆变器输出并网电流的控制策略
• 3.1 电压模式Z源并网逆变器的逆变建模与设计
• 3.1.1 输出滤波环节的建模
• 3.1.2 输出滤波环节的设计
• 3.1.3 LCL滤波器尖峰抑制策略
• 3.1.4 脉宽调制环节的建模
• 3.1.5 反馈回路的传递函数
• 3.1.6 Z源逆变器并网的基本控制框图
• 3.2 传统电压模式并网逆变器的控制
• 3.3 电压模式Z源并网逆变器的准PR控制
• 3.3.1 准PR控制策略
• 3.3.2 准PR控制器设计
• 3.3.3 稳定性分析
• 3.4 前馈补偿
• 3.5 并网数字锁相的实现
• 3.6 仿真结果
• 3.7 本章小结
• 第四章 Z源并网逆变器实验结果
• 4.1 系统硬件设计
• 4.1.1 系统主电路设计
• 4.1.2 驱动电路设计
• 4.1.3 保护电路设计
• 4.1.4 过零点检测电路设计
• 4.1.5 新型辅助电源设计
• 4.2 控制电路设计
• 4.3 Z源并网逆变器输出电流控制系统的软件设计
• 4.4 Z源逆变器并网运行实验结果
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结和展望
• 5.1 本文研究工作的总结
• 5.2 研究展望
• 附录
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢