NPC三电平光伏逆变器SVPWM合成和序列的优化 Synthesis and Optimization of SVPWM for Three-level NPC PV Inverter.pdfVIP

第2期 电 源 学 报 No．2 2012年 3月 JournalofPowerSupply Mar．2O12 NPC三电平光伏逆变器SVPWM合成 和序列的优化 张一博 ，王 聪 (中国矿业大学(北京)电力电子与电力传动实验室，北京 100083) 摘要 ：探讨 了基于二极管钳住式三电平拓扑结构的光伏逆变器的关键技术，对 SVPWM 的合成及序列的优化加 以深入讨论和改进 。提 出一种修正矢量作用时间的方法来减少因直流侧 电压不平衡而产生的合成矢量偏差 。在 MATLAB仿真的基础上搭建 了光伏并网逆变器实验平台，进行实验论证 。 关键 词：三 电平 ；光伏逆变；SVPWM；修正矢量 中图分类号 ：TM464 文献标志码 ：A 文章编号 ：2095—2805(2012)02—0072—04 引言 光伏发电系统包括光伏电池阵列和并 网逆变 器。光伏电池阵列将光能转换为直流 电压 ，并 网逆 变器将直流电压逆变为符合电网要求 的交流 电流 注人电网。 光伏并 网逆变器是光伏发电系统的核心。国际 图 1三 电平逆变器等效 电路 标准要求光伏并 网逆变器输出的并 网电流波形总 谐波畸变率应该小于5％，各次谐波畸变率应小于 2改进型三电平矢量合成原理 3％，整机效率不应低于 94％。相对于传统两电平结 构 ，基于二极管钳位式三电平拓扑结构的逆变器 因 由于每一相桥臂上都有pon三种开关状态，则 其 电平数增加而谐波相对更小，更适用于光伏逆变 整个三相逆变器有 27种开关状态组合，即27种矢 的特殊要求 。本文针对直流侧中点电压不平衡提出 量。如图2(a)所示 。 矢量作用时间修正的方法，减少因此而产生的合成 按照矢量的长度可将 27种矢量分为大矢量 、 矢量偏差 ．更加符合光伏系统对 电能质量的要求。 中矢量 、小矢量和零矢量 ，其 中每个小矢量有一个 冗余开关状态．而零矢量有两个冗余开关状态。 主电路拓扑及基本工作原理 现按图2fa1按照 6个中矢量划分为 6个区域 ， 并分别按照逆 时针记为扇区 1至 6，如图2(a)所示。 i 电平逆变器拓扑如图 l所示 ：左侧直流电源 例如扇 区 1为一 到 由矢量pon，pno所围成的四 为太阳能电池板输 出的直流电压。直流电压经过 o D 电平变换器 的逆变得到基波为正弦的三相电压 ， 边形区域。 这样 实际上是将三 电平的矢量 图分割为六个 并与电网电压共同作用将其电流注入电网。 四边形扇区，而每一个 四边形的扇区又可以认为是 一 个两 电平六边形矢量图的一部分 ，这样我们就可 收稿 日期 ：2011-09—21 以利用两电平的矢量合成方式来完成复杂 的三 电 万方数据 第 2期 张一博 ，等 ：NPC三电平光伏逆变器 SVPWM