基于Z源逆变器的光伏并网控制系统研究.doc

目录
摘要 I
Abstract II
1. 绪论 1
光伏发电系统的研究意义 1
光伏发电产业的现状及前景 1
Z源逆变器的研究 2
本课题研究的主要内容 2
2. Z-源逆变器 4
传统逆变器 4
电压源逆变器 4
电流源逆变器 4
Z-源逆变器 5
Z-源逆变器的拓扑结构 5
Z-源逆变器的基本工作原理 6
Z源逆变器的升压控制方法 9
Z源逆变器的调制方法 10
3. Z源型并网逆变器的建模 13
4. 基于Z源变器的光伏并网系统的主电路设计 19
系统电路设计 19
系统的主参数设计 19
5. 控制器的设计 23
传统单级式并网系统控制器的设计 23
单相Z源逆变器系统的两级控制策略 23
6. MPPT控制 26
7. 仿真结果与分析 28
Matlab仿真的设计实现 28
主电路模块 28
29
PWM波形产生模块 29
仿真结果分析 31
33
致谢 34
参考文献 35
摘要
随着社会的高速发展,已引来传统能源枯竭、环境恶化造成全球气候变暖、臭氧层空洞、海平面上升等严重问题,由此,人类越来越重视开发新能源。太阳能,清洁、绿色并可再生,自然而然受到人们的青睐,而光伏发电则是利用太阳能发电,自然成为了重要的研究领域。现如今,如何最大限度的利用光伏电池产生的能量是光伏发电的基本要求,在传统的单级式光伏发电系统直接利用DC/AC逆变器将光伏电池输出能量传输到电网,存在着成本高、效率相对比较低等缺点。
为解决这一问题,本课题采用了一种特殊的拓扑结构-Z源逆变器,并以此为核心,完成了光伏发电系统的开发与设计[1],本文首先分析了传统逆变器的电路结构及其存在的缺点,在这基础上详细介绍了Z源逆变器的拓扑结构、工作原理及常用的调制方法,首先分析了Z源逆变器直通和非直通状态的等效工作情况,对其利用无源网络实现升降压的基本原理进行了推导,并总结了它的优缺点,介绍了直通零矢量升压的实现方法;然后对Z源变换器进行状态空间平均建模,得出相应传递函数,分析得知其所具有的非最小相位特性增加了稳定输出控制器的设计难度,因此提出可以通过对电感电流的间接控制实现稳压输出的控制策略。
综上所述,基于Z源逆变器的光伏发电系统具有较高的可靠性、成本费用低、结构简单、高效率等优点。所以,基于Z源逆变器的光伏并网控制系统的研究就显得尤为重要。
关键词:太阳能 Z-源逆变器光伏并网光伏发电系统直通零矢量升压
Abstract
With the rapid development of society, it has led to the traditional energy depletion, global warming because of the environmental degradation, the hole in the ozone layer, rising sea levels and other serious problems, therefore, humans pay more and more attention to the development of new energy. solar energy are clear, green and renewable, so human concerns on the solar energy. photovoltaic power generation uses the solar power to generate electricity , so using the solar power to generate electricity are naturally into the important area of ​​research. Now, how to maximize the use of the energy generated by the photovoltaic cell is the basic requirement of the photovoltaic power generation, the photovoltaic power generation system in the conventional single-stage direct using of DC / AC inverter to the outpu