三相双buck并网逆变器电流过零畸变的控制方法研究

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1、中图分类号：TM464论文编号：102870318-SX074学科分类号：080800硕士学位论文三相双Buck并网逆变器电流过零畸变的控制方法研究研究生姓名陆依然学科、专业电气工程研究方向功率电子变换技术指导教师王勤教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一八年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonCurrentZeroCrossingDistortionControlMethodsforT

2、hreePhaseDualBuckGrid-ConnectedInverterAThesisinElectricalEngineeringByLuYiranAdvisedbyProfessorWangQinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2018南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着环境问题的日益严重，新能源被不断地开发利用，逐步替代原有的化石能源，成为发电系统的主要来源。传统的三相桥式并网逆变器是目前新能源供电系统中应用

3、最广泛的拓扑，但因其存在死区，会在输出波形中引入低次谐波。为消除死区而引入的各种死区补偿策略使得控制更加复杂，降低了系统的可靠性。近年来，针对Z源并网逆变器、开关升压并网逆变器及双Buck并网逆变器等无死区拓扑的研究越来越多，其中三相双Buck并网逆变器成为研究热点之一。然而，在其特有的半周期控制下，该拓扑存在并网电流过零畸变的问题，为了满足并网电流的谐波要求，抑制过零畸变的控制方法成为研究的关键问题。本文首先介绍了三相并网逆变器的应用领域及目前对双Buck逆变器电流过零畸变问题的抑制方法。随后简单介绍了三相双Buck并网逆变器在两种工作模式下的基本工作原理，

4、并给出了主要功率器件的损耗，证明半周期控制的优越性。本文阐明了电流过零畸变产生的原因，并确定过零畸变的区间。考虑到相位超前与数字延迟的影响，提出对称半周期控制的策略，为下文抑制电流畸变打下基础。为了较好地抑制电流过零畸变问题，本文首先改进了全周期与半周期混合控制的方法。在前人基础上，优化设计了使额外增加的损耗最少情况下的全周期控制区间，抑制过零畸变。由于该方法违背了双Buck拓扑的设计初衷及最佳工作特性且无法完全消除畸变，因此，本文采用占空比补偿的方法，通过理论分析，计算出电流畸变处使之正弦化的理想占空比函数及其线性化表达式，并给出了系统的控制框图。随后，本文

5、将重复控制引入三相双Buck并网逆变器中，并针对该拓扑畸变电流中高次谐波含量较高的特点，具体设计了重复控制与PI串联的混合控制的控制器参数，分析了整个系统在z域的稳定性问题。最终解决了电流的过零畸变，同时在满足并网电流要求的前提下，减小滤波器的尺寸。为了验证上述分析，搭建了一台3kW的三相双Buck并网逆变器的实验平台，并介绍了LCL滤波器的具体设计及系统的软件设计。最后在该平台基础上进行了仿真和实验，验证了理论分析的正确性。关键词：三相双Buck并网逆变器，半周期控制，过零畸变，占空比补偿，重复控制I三相双Buck并网逆变器电流过零畸变的控制方法研究Abst

6、ractWiththeworseningofenvironmentalproblems,newenergysourceshavebeencontinuouslyexploitedandutilizedtoreplacetheexistingfossilfuelsandbecomethemainsourceofpowergenerationsystems.Thetraditionalthree-phasefull-bridgegrid-connectedinverteristhemostwidelyusedtopologyinthenewenergypowers

7、upplysystematpresent.However,theexistenceofdeadzonesofthetopologyresultsinlowharmonics.Thus,variouscompensationstrategiesareintroducedtoeliminatedeadzoneswhichmakethecontrolmorecomplicatedandreducethereliabilityofthewholesystem.Inrecentyears,nodeadzonetopologiessuchasZ-sourcegrid-co

8、nnectedinverter,swi