无变压器三相三电平并网逆变器及漏电流研究

摘要

光伏并网系统是新能源发电系统的重要组成部分，分布日益广泛。逆变器作为连接光能和电网的纽带是不可或缺的能量变换装置。非隔离型三相三电平逆变器与隔离型两电平逆变器相比优点突出，得到广泛关注。但是由于非隔离型三相三电平并网逆变器中分布电容的存在，导致高频变化的共模电压作用在分布电容上产生了漏电流，漏电流的存在引发了很多问题，必须对其加以抑制。三电平逆变器漏电流抑制方法是目前的研究热点，也正是本文的主要研究内容。
　　本文首先介绍了三电平SVPWM(空间矢量调制)和中点电位平衡控制的原理，以及系统闭环控制的设计过程，为后续研究建立了理论基础。
　　之后分析了非隔离型三相三电平并网逆变器系统漏电流产生原因，在建立并网系统共模、差模等效电路的基础上，分析了共模源低频分量产生的原因，阐述了已存在的改进LCL滤波器漏电流抑制方法存在桥臂电流低频振荡和连接线电流有效值过大问题的原因。在此基础上，提出了一种新颖的漏电流抑制方法，此方法在改进硬件电路的基础上改变调制方式，所提方案可以达到同时抑制漏电流和减小连接线电流的目的。
　　最后，在MATLAB/Simulink仿真环境下，设计并搭建了5kW的逆变器模型，通过仿真证明了本文提出方法的正确性。搭建了基于DSP+FPGA控制电路的三电平并网逆变器实验平台，实验结果与理论分析和仿真结果一致，证明了本文提出的漏电流抑制方案的有效性。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景和意义

1.2 三电平逆变器概述

1.3 漏电流抑制方法研究现状

1.4 本文主要研究内容

第2章 三电平逆变器的调制及控制策略

2.1 引言

2.2 三电平逆变器工作原理

2.3 三电平SVPWM算法原理

2.4中点电位平衡

2.5 三电平逆变器的控制策略

2.6 仿真分析

2.7 本章小结

第3章 无变压器三电平并网逆变器的漏电流抑制方法

3.1 引言

3.2 无变压器三电平并网逆变器漏电流分析

3.3 改进LCL滤波器抑制漏电流方法

3.4 基于独立分裂电容的漏电流抑制方法

3.5 改变调制方式的漏电流抑制方法

3.6 加入独立分裂电容基础上改变调制方式漏电流抑制方案

3.7 仿真分析

3.8 本章小结

第4章 系统实验与分析

4.1 引言

4.2 实验平台设计

4.3 实验结果与分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢