高度电力电子技术复习提纲

电力电子技术复习提纲

1电力电子技术的基本概念

电力电子技术是使用于电力领域的电子技术，是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。通常把电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术两个分支。前者的理论基础是半导体物理，是电力电子技术的基础；后者的理论基础是电路理论，是电力电子技术的核心。电力电子学是由电力学，电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。

2两级式光伏并网逆变器的基本拓扑和控制

（1）基本拓扑：

两级式光伏并网逆变器主要包括前级DC/DC变换器和后级DC/AC 变换器。两个变换器之间一般均设有一个足够容量的直流滤波电容，该直流滤波电容在缓冲前后级能量的同时，也起到了前后级控制上的解耦作用。一般情况下，由于光伏电池的输出电压通常都低于电网电压的峰值，因此要实现并网发电，应先将光伏电池输出的直流电通过前级Boost变换器升压后再输出给后级的网侧逆变器。

单相

i D L

光伏

模块u i PV

C 1

C 2

V 1AC

U G S r

V 2

V 3V 4

VD 1

VD 2

VD 4

VD 3

PV

PV

PI

PWM 生成

P

DC 母线上下限电压

DC 母线检测电压+-

-

+

三角载波

ref

U -开关管控制信号

控制器2

控制器1MPPT G

i u G

逆变器控制信号

三相（略） （2）控制策略：

对前后级变换器的控制策略一般可以独立地进行研究。一般而言，在具有两级变换的光伏并网逆变系统中，前级DC/DC 变换器主要实现最大功率点跟踪（MPPT ）控制，而后级的DC/AC 变换器（并网逆变器）则有两个基本控制要求：一是要保持前后级之间的直流侧电压稳定；二是要实现并网电流的控制（网侧单位功率因数正弦波电流控制），甚至需根据指令进行电网的无功功率调节。

MPPT 控制方法：1）基于输出特性曲线的开环MPPT 方法；2）扰动观测法；3）电导增量法；4）智能MPPT 方法。

并网逆变器的控制策略：1）基于电压定向的矢量控制策略；2）基于电压定向的直接功率控制策略；3）基于虚拟磁链定向的矢量控制策略；4）基于虚拟磁链定向的直接功率控制策略。

并网逆变器控制策略

基于电压定向的控制策略基于虚拟磁链定向的

控制策略

基于电压定向的矢量控制策略基于电压定向

的直接功率

控制策略

基于虚拟磁链

定向的

矢量控制策略

基于虚拟磁链

定向的直接功

率控制策略

B C

A

d

i

q

i

dq

*

d

i

*

dc

u

++-

-

dq

αβ

abc

αβ

αβ

a c

...i i

a c

...

e e

α

i

β

i

e

α

e

β

*

α

u

*

β

u

*

q

i=a

s

b

s

c

s

*

q

u

*

d

u

空间

矢量

调制

dc

u

-

相角

检测

γ

γ

图1基于电压矢量定向的矢量控制系统（VOC）示意图

q

i

d

i

dq

*

q

i

*

dc

u

++-

-

dq

αβ

αβa c

...

i i

a c

...

e e

α

i

β

i

*

α

u

*

β

u

*

d

i=

a

b

c

*

q

u

*

d

u

空空

空空

空空

dc

u

abc

αβ

γ

空空

空空

空空

图2基于虚拟磁链定向矢量控制（VFOC）的控制结构

B A C

*dc

u -

-

+

+

*

0q =*p -

dc

u a c

...i i dc

u

p q

a S

b S c

S 空空空空空空空空空空空空

空

空空空空

空空空空空空空空空空

p

S q

S n

θαe β

e 图3基于无电网电压传感器V-DPC 的控制结构

a i

b i c

i a e b e c

e L L L

PWM

A

S B

S C

S dc

u dc

u αi -PI

p q

*

p

*

q -

-

p S q

S E

空空空空

βi αψβ

ψA S B S C

S *dc

u 空空空空空空空空空空空空空空

空空空空空空空空

空空空

图4基于无电网电压传感器VF-DPC 的控制结构