三相光伏并网逆变器拓扑结构及其控制方案
光伏逆变器的拓扑结构与性能优化
光伏逆变器的拓扑结构与性能优化光伏逆变器是太阳能发电系统的重要组成部分，它可以将直流电转换为交流电，以满足电网接入或独立电力供应的需求。
在设计和优化光伏逆变器的拓扑结构和性能时，需要考虑多种因素，包括效率、功率因数、谐波失真、电磁干扰等。
本文将介绍光伏逆变器的常见拓扑结构，以及在实际应用中如何优化其性能。
光伏逆变器的拓扑结构主要有单相桥式逆变器、三相桥式逆变器和多电平逆变器等。
其中，单相桥式逆变器适用于单相光伏系统，拓扑简单、成本低廉。
三相桥式逆变器适用于三相光伏系统，能够提供更高的功率密度和更低的谐波失真。
而多电平逆变器则可以有效减小输出波形的谐波失真，提高系统的效率和可靠性。
在光伏逆变器的性能优化方面，首先要考虑的是其效率。
逆变器的效率直接影响到太阳能发电系统的整体效能。
为了提高逆变器的效率，可以采用高效的功率开关器件，如硅碳化物（SiC）器件，其开关速度快、导通压降低。
此外，还可以采用最大功率点追踪（MPPT）算法，在不同光照条件下，调整逆变器的工作点，以获得最大的输出功率。
其次，功率因数也是光伏逆变器性能优化的重要指标之一。
功率因数反映了电流和电压之间的相位差，功率因数越接近1，说明逆变器对电网的负载更加合适。
为了提高功率因数，可以采用电容滤波器或无源滤波器，将逆变器输出的谐波成分滤除，减小谐波失真，进而提高功率因数。
此外，光伏逆变器的谐波失真也需要得到重视和优化。
逆变器输出波形中存在的谐波成分会对电网和其他电气设备造成干扰，并增加能量损耗。
为了降低谐波失真，可以采用多电平逆变器拓扑结构，通过增加电平数来调整逆变器输出波形，减小谐波成分。
此外，还可以采用滤波器来滤除高次谐波，以获得更纯净的输出波形。
另外，光伏逆变器在工作过程中还会产生一定的电磁干扰。
为了减小电磁干扰，可以采用屏蔽器件、优化线路布局和地线设计，以提高光伏逆变器的抗干扰能力。
此外，还可以采用PWM调制技术，调整开关频率，减小高频谐波传输，从而降低电磁干扰的程度。
三相光伏并网逆变器控制策略
01 引言
03 结论
目录
02 正文
引言
随着全球能源危机的加剧和环境问题的日益突出，可再生能源的开发与利用逐 渐成为人们的焦点。太阳能作为一种清洁、无限可用的能源，具有巨大的发展 潜力。三相光伏并网逆变器作为太阳能并网系统的重要部件，其控制策略对于 提高整个系统的性能和稳定性具有举足轻重的作用。本次演示将围绕三相光伏 并网逆变器的控制策略进行阐述，以期为相关领域的研究与实践提供有益的参 考。
4、实现方法
在实现三相光伏并网逆变器的控制策略时，需要结合实际应用场景和具体设备 进行选择和调整。首先，需要选择合适的控制环路和开关器件调制方法。其次， 需要根据系统的特点和需求，对控制策略进行优化和改进。此外，还需要进行 仿真和实验验证，以确保控制策略的有效性和器为例，采用间接电流控制策略的系统稳态运 行性能较直接电流控制策略更为优越。但在动态性能方面，预测电流控制策略 表现更为出色。因此，在实际应用中，可以根据具体需求和场景，结合多种控 制策略的优势，设计出一种混合控制策略，以实现三相光伏并网逆变器的最佳 性能。
3、控制策略
3.1直接电流控制
直接电流控制是一种常见的三相光伏并网逆变器控制策略。该策略通过直接控 制并网电流的幅值和相位，来实现逆变器的并网运行。这种控制策略具有实现 简单、易于数字化的优点。然而，由于其控制系统较为复杂，且易受电网电压 波动的影响，因此需要引入电流反馈和电压前馈等环节以提升系统性能。
结论
三相光伏并网逆变器的控制策略是提高整个并网系统性能的关键。本次演示对 三相光伏并网逆变器的控制策略进行了详细的分析和比较，介绍了直接电流控 制、间接电流控制和预测电流控制等多种策略的原理、优缺点及实现方法。通 过实际案例的分析，表明不同的控制策略在不同的场景下可能会表现出不同的 优势。因此，在实际应用中，需要根据具体的需求和条件选择和设计合适的控 制策略。
光伏并网逆变器硬件设计以及拓扑结构
光伏并网逆变器硬件设计以及拓扑结构首先，光伏并网逆变器的拓扑结构有很多种，常用的有串联逆变器、并联逆变器以及单相桥式逆变器等。
1.串联逆变器串联逆变器是将多个逆变单元串联在一起，通过分时工作的方式实现高电压输出。
它能够实现更高的输出功率和电压，适用于大容量的光伏发电系统。
2.并联逆变器并联逆变器是将多个逆变单元并联在一起，实现总输出功率的叠加。
它具有输出功率分散、可靠性高的特点，适用于小功率的光伏发电系统。
3.单相桥式逆变器单相桥式逆变器是采用单相桥式整流电路和逆变电路，能够实现交流输出。
它结构简单，适用于小功率的光伏发电系统。
选取逆变器的拓扑结构时，需要考虑光伏电池板的输出电压和功率以及电网的要求。
不同的拓扑结构有不同的特点和适用场景，设计者需要根据具体需求选择最合适的拓扑结构。
在硬件设计中，光伏并网逆变器的主要电路包括：整流电路、滤波电路、逆变电路和控制电路等。
1.整流电路：用于将光伏板输出的直流电转换为交流电。
常见的整流电路包括单相全波桥式整流电路和三相全波桥式整流电路等。
2.滤波电路：用于去除转换过程中产生的谐波和噪声，保证逆变器输出的电流和电压的纯净度。
常见的滤波电路有LC滤波电路和LCL滤波电路等。
3.逆变电路：用于将直流电转换为交流电，并注入电网。
常见的逆变电路有全桥逆变电路和半桥逆变电路等。
4.控制电路：用于控制逆变器的输出电流和电压，以及保护逆变器的安全运行。
控制电路通常包括微控制器、驱动电路、保护电路等。
在硬件设计过程中，需要选取合适的元器件和电路参数。
如选择功率器件时需要考虑功率损耗、开关速度等因素；选择电容和电感时需要考虑峰值电流和谐振频率等因素。
同时，还需要设计合理的散热系统来保证逆变器的温度和性能稳定。
总而言之，光伏并网逆变器的硬件设计和拓扑结构是实现光伏发电系统有效注入电网的关键。
合理的硬件设计和拓扑结构能够提高逆变器的效率和可靠性，从而提高光伏发电系统的整体性能。
三相t型光伏逆变拓扑
三相t型光伏逆变拓扑
三相T型光伏逆变拓扑是一种广泛使用的拓扑结构，用于将太阳能板（光伏）系统直
流电转换为电力网络所需要的交流电。
与其他拓扑结构相比，三相T型光伏逆变器具有更
高的效率和可靠性。
该逆变器基于三相桥式整流器，并在其输出相和中点之间添加了两个电容器和两个开
关管，以形成T型网络。
在该型逆变器中，中点电压可以进行调节，从而实现逆变器输出
的电压调节。
该拓扑结构还可以通过控制三对开关管的导通/截止来实现最佳转换效率。
具体而言，控制系统可以选择哪些开关管处于导通状态，哪些开关管处于截止状态。
这首先提供了直
流到交流转换，并且还让系统能够管理所需的输出电流和功率。
在T型拓扑中，直流到交流的变换是由开关管的高频操作完成的。
机械式继电器被开
关管取代，更高的速度和准确性意味着输出波形的纯度比传统逆变器更高。
在应用中，三相T型光伏逆变器常常被用于高功率系统，例如建筑物和大规模光伏发
电站等。
在这些应用中，逆变器通常用于生成网络中的高电压电力，并将该电力提供给大
范围的用电设施。
总之，三相T型光伏逆变拓扑具有高效、可靠和灵活可控的优点，可以用于各种电力
应用领域。
三相光伏并网逆变器控制策略_刘波
2.2
系统模型 为提高直流利用率，减少开关次数 [9] ，采用了
SVPWM 调制，三相逆变器电路模型如图 1 所示。
图1 Fig.1
三相逆变器模型
Model of the three phase inverter
图中， Lf 为逆变侧电感， L g 为网侧电感， C 为滤波 分别 电容， Rf 、 Rg 、 Rc 分别为各自的 ESR， ik 和 ik 为三相逆变电流和并网电流。可知系统在三相静止 坐标系下的电路方程如下：
（ 2）
66
电 工 技 术 学 报
2012 年 8 月
递函数，是受控对象
2 U dc Lg Cs ( Rg Rc )Cs 1 Gix _ d x ( s) Z (s) 3
（ 4）
Gix _ u xN ( s ) 是逆变电流对电网电压的传递函数，
（ a ） d 轴大信号平均模型
是扰动项
65
减小了体积的同时对电流高频分量具有更好的滤波效 果 ，但是 LCL 三阶系统的引入，增加了二阶谐振零 极点，其谐振极点的零阻抗特性带来的可能的振荡 ， 对系统电流环控制提出了更大的挑战。 在传统三相逆变控制中， PI 控制器由于无法实 现交流信号的无静差跟踪，稳态电流存在较大的误 差，而引入电网电压前馈的 PI 控制增强了系统的动 态性， 但是由于其积分功能对交流信号天然的缺陷， 依旧不能有效的减小稳态误差 [3] 。 为减小稳态静差， dq 旋转坐标下的 PI 控制对三 相逆变系统具有天然的优势，其将交流转换为直流 后发挥了积分控制的作用，可以实现无静差控制。 与此同时，比例谐振（ PR）控制也开始广泛应用， PR控制虽然在谐振频率上具有无穷大增益，从理论 上可以实现基波电流的无静差控制 [4] ，但实际应用 中由于电网频率存在波动，以及模拟或数字离散化 实现时存在精度限制，一旦基波频率和 PR谐振频率 不一致，该处 PR的增益会非常小，将使控制失效 [5]。 因此文献 [6]改进采用了准谐振 PR控制， 该方法增加 了可调的选频宽度，但在谐振频率点上增益有限， 因此无法从理论上实现基波跟踪的无静差。 为此，本文提出了一种基于dq旋转坐标系下的PI 级联准谐振PR控制器设计方案，与传统方法相比该方 法在旋转坐标下通过 PI 实现了基波的稳态无静差控 制 ，通过PR实现了对特定谐波的充分抑制，此外在旋 转坐标下引入了电网电压前馈，增加了系统对电网的 抗扰能力，实现了并网起动电流无冲击。同时三相系 统在dq下的控制，可以实现有功无功的自主调控。 本文首先分析了光伏并网逆变系统的结构和模 型，在此基础上分析讨论了控制方法，给出了控制 器的实现步骤，最后通过仿真及在一台实际 100kW 光伏阵列并网逆变系统中对比实验，表明了控制算 法的有效性。
光伏逆变器的设计与控制
光伏逆变器的设计与控制光伏逆变器是在光伏发电系统中至关重要的一部分，它负责将由光伏组件产生的直流电转变为交流电供应给电网或负载。
在光伏逆变器的设计与控制过程中，需要考虑电流、电压、频率等多个因素，以确保逆变器的高效运行和安全性。
本文将详细介绍光伏逆变器的设计和控制方法。
一、光伏逆变器的设计1. 逆变器拓扑结构设计逆变器的拓扑结构决定了其工作性能和效率。
典型的逆变器结构包括单相桥式逆变器、三相桥式逆变器、多级逆变器等。
在选择逆变器拓扑时，需要考虑系统的功率要求、设计成本、效率等因素。
2. 开关器件选择逆变器的开关器件是实现电能转换的核心组件，常用的有IGBT、MOSFET等。
在选择开关器件时，需要考虑其导通压降、开关速度、损耗等因素，以确保逆变器的性能和效率。
3. 控制电路设计逆变器的控制电路决定了其电流与电压的调节性能。
常用的控制电路有电压闭环控制和电流闭环控制。
其中，电压闭环控制通过反馈系统控制输出电压，电流闭环控制通过反馈系统控制输出电流，可以实现更精确的电流控制。
4. 滤波器设计在光伏逆变器的输出端需要加入滤波器来滤除谐波和噪声。
滤波器的设计应考虑其频率特性和衰减特性，以确保逆变器输出的交流电质量良好。
二、光伏逆变器的控制1. MPPT算法最大功率点追踪（MPPT）是光伏逆变器控制的重要环节。
光伏组件的输出功率与光照强度、温度等因素相关，MPPT算法通过不断调整逆变器的工作状态，追踪出光伏组件的最大功率点，从而提高光伏系统的整体效率。
2. 电网连接控制光伏逆变器通常需要与电网连接，与电网进行同步运行。
在电网连接控制中，需要考虑电压频率、相位等因素，确保逆变器输出的交流电与电网保持同步，并满足电网的电压、频率等要求。
3. 故障保护光伏逆变器的故障保护是确保逆变器安全运行的重要环节。
常见的故障包括过压、过流、短路等，逆变器应具备对这些故障进行检测和保护的能力，同时及时发出警报并停机，以避免损坏设备或危害人身安全。
三相t型光伏逆变拓扑
三相t型光伏逆变拓扑
三相T型光伏逆变拓扑是一种常见的光伏逆变器拓扑结构，它可以将直流电能转换为交流电能，以满足电力系统的需求。
本文将介绍三相T型光伏逆变拓扑的原理、特点和应用。
三相T型光伏逆变拓扑的原理是利用三相桥式整流器将光伏电池板输出的直流电能转换为三相交流电能，然后通过三相T型逆变器将交流电能输出到电力系统中。
其中，三相桥式整流器的作用是将光伏电池板输出的直流电能进行整流，使其变成稳定的直流电源。
而三相T型逆变器则是将直流电能转换为交流电能，并通过滤波器进行滤波，以保证输出的交流电能质量。
三相T型光伏逆变拓扑的特点是具有高效率、高可靠性和低成本等优点。
由于采用了三相桥式整流器和三相T型逆变器，可以有效地提高转换效率，同时也可以提高系统的可靠性。
此外，由于采用了简单的拓扑结构，可以降低系统的成本，提高系统的经济性。
三相T型光伏逆变拓扑的应用非常广泛，主要用于太阳能发电系统、风力发电系统和电动汽车充电系统等领域。
在太阳能发电系统中，三相T型光伏逆变拓扑可以将光伏电池板输出的直流电能转换为交流电能，以满足电力系统的需求。
在风力发电系统中，三相T型光伏逆变拓扑可以将风力发电机输出的交流电能转换为稳定的交流电能，以满足电力系统的需求。
在电动汽车充电系统中，三相T型光伏逆变拓扑可以将电网输出的交流电能转换为直流电能，以满足电
动汽车的充电需求。
三相T型光伏逆变拓扑是一种高效、可靠、经济的光伏逆变器拓扑结构，具有广泛的应用前景。
随着新能源技术的不断发展，三相T 型光伏逆变拓扑将会得到更广泛的应用。
三相光伏并网逆变器的研究
三相光伏并网逆变器的研究一、本文概述随着全球能源结构的转型和可持续发展目标的推进，光伏发电作为清洁、可再生的能源形式，其重要性日益凸显。
三相光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心设备，其性能直接影响到光伏电能的转换效率和并网运行的稳定性。
因此，对三相光伏并网逆变器的研究具有重要的理论价值和现实意义。
本文旨在全面深入地研究三相光伏并网逆变器的关键技术、工作原理、控制策略以及并网性能优化等方面。
文章将介绍三相光伏并网逆变器的基本结构和功能，包括其主要组成部件和工作原理。
接着，将重点探讨三相光伏并网逆变器的控制策略，包括最大功率点跟踪（MPPT）技术、并网电流控制技术以及孤岛检测技术等。
文章还将分析三相光伏并网逆变器的并网性能优化方法，包括提高电能转换效率、降低谐波污染、增强并网稳定性等方面的研究。
通过本文的研究，旨在为三相光伏并网逆变器的设计、制造和应用提供理论支持和实践指导，推动光伏发电技术的进步和发展，为实现全球能源可持续发展做出贡献。
二、三相光伏并网逆变器的基本原理三相光伏并网逆变器是将光伏电池板产生的直流电能转换为符合电网要求的三相交流电能并直接馈送到电网的电力电子设备。
其基本原理涉及电能转换、功率控制、并网同步以及电能质量控制等多个方面。
光伏电池板在光照条件下产生直流电能，这个直流电压和电流随光照强度和环境温度的变化而变化。
三相光伏并网逆变器的主要任务是将这种不稳定的直流电能转换为稳定的三相交流电能。
在转换过程中，逆变器首先通过功率变换电路将直流电能转换为高频交流电能。
功率变换电路通常由多个开关管组成，通过控制开关管的通断，实现对直流电能的斩波和控制。
高频交流电能经过滤波电路滤波后，变为平滑的交流电能。
接着，逆变器通过并网控制电路实现与电网的同步，并将转换后的交流电能馈送到电网。
并网控制电路通过检测电网的电压和频率，控制逆变器的输出电压和频率与电网保持一致，从而实现并网。
三相光伏并网逆变器还具备电能质量控制功能。
光伏并网逆变器硬件设计以及拓扑结构
光伏并网逆变器及其拓扑结构的设计对于传统电力电子装置的设计，我们通常是通过每千瓦多少钱来衡量其性价比的。
但是对于光伏逆变器的设计而言，对最大功率的追求仅仅是处于第二位的，欧洲效率的最大化才是最重要的。
因为对于光伏逆变器而言，不仅最大输出功率的增加可以转化为经济效益，欧洲效率的提高同样可以，而且更加明显。
欧洲效率的定义不同于我们通常所说的平均效率或者最高效率。
它充分考虑了太阳光强度的变化，更加准确地描述了光伏逆变器的性能。
欧洲效率是由不同负载情况下的效率按照不同比重累加得到的，其中半载的效率占其最大组成部分。
因此为了提高光伏逆变器的欧洲效率，仅仅降低额定负载时的损耗是不够的，必须同时提高不同负载情况下的效率(图1)。
图 1: 欧洲效率计算比重1、功率器件的选型在通用逆变器的设计中，综合考虑性价比因素，IGBT是最多被使用的器件。
因为IGBT导通压降的非线性特性使得IGBT的导通压降并不会随着电流的增加而显著增加。
从而保证了逆变器在最大负载情况下，仍然可以保持较低的损耗和较高的效率。
但是对于光伏逆变器而言，IGBT的这个特性反而成为了缺点。
因为欧洲效率主要和逆变器不同轻载情况下效率的有关。
在轻载时，IGBT的导通压降并不会显著下降，这反而降低了逆变器的欧洲效率。
相反，MOSFET的导通压降是线性的，在轻载情况下具有更低的导通压降，而且考虑到它非常卓越的动态特性和高频工作能力，MOSFET成为了光伏逆变器的首选。
另外考虑到提高欧效后的巨大经济回报，最新的比较昂贵的器件，如SiC二极管，也正在越来越多的被应用在光伏逆变器的设计中，SiC肖特基二极管可以显著降低开关管的导通损耗，降低电磁干扰。
为了得到最大输入功率，电路必须具备根据不同太阳光条件自动调节输入电压的功能，最大功率点一般在开环电压的70%左右，当然这和具体使用的光伏电池的特性也有关。
典型的电路是通过一个boost电路来实现。
然后再通过逆变器把直流电逆变为可并网的正弦交流电。
三相光伏并网逆变器及其控制
三相光伏并网逆变器及其控制D中原工学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。
其他同志对本研究的启发和所作的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。
本人学位论文与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。
学位论文作者签名：年月日中原工学院学位论文知识产权声明书本人完全了解中原工学院有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于中原工学院。
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保密论文待解密后适合本声明。
学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日中原工学院硕士学位论文摘要三相光伏并网逆变器及其控制专业：控制理论与控制工程硕士生：严攀指导教师：王晓雷教授摘要光伏并网发电过程是将直流电变为交流电并将能量输送给电网，逆变器是太阳能电池和大电网连接的核心设备，它的稳定性和可靠性决定了输送电能的质量，为了提高发电质量，需要对系统的硬件和软件做深入的分析。
本文对这两个方面都做出了比较详细的数学推导，并进行了理论仿真，然后在此基础上搭建了硬件平台，对这些算法进行了初步的验证，给出了相应的实验结果。
首先，本文对光伏阵列的结构进行了分析，并搭建了阵列的仿真模型，从仿真模型的P—U曲线可以看出阵列存在最大输出功率，并在此基础之上就最大功率跟踪问题做出了深入思考，在传统的算法基础之上提出了一种算法，仿真表明该算法比传统算法具有更好地跟踪效果。
接着，本文对逆变器的拓扑结构做出了说明，并选择了单级式的拓扑结构作为本文研究对象。
对于L型和LCL型的滤波器结构而言，其数学模型是不同的，并网电流的控制算法也要做相应的改变。
光伏并网逆变器拓扑结构分析
光伏并网逆变器拓扑结构分析(总2页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--光伏并网逆变器拓扑结构分析太阳能并网发电技术日益成为研究热点，并网逆变器作为光伏阵列与电网的接口设备，其拓扑结构决定着整个光伏并网发电系统的效率和成本，是影响系统经济可靠运行的关键因素。
由于光伏并网逆变器的结构拓扑种类众多、性能特点各异，其原理分析和性能比较：对于拓扑结构的合理选择、提高系统效率和降低生产成本有着极其重要的意义。
1.按有无变压器分类根据系统中有无变压器,光伏并网逆变器可分为无变压器型(Transformerless)、工频变压器型(Line-Frequency Transformer, LFT)和高频变压器型(High-Frequency Transformer, HFT)三种.图1是采用工频变压器型的拓扑结构,变压器置于工频电网侧,可有效阻止电流直流分量注入电网.高频变压器型中的变压器一般可放置在两个地方,如图2所示.图2(a)是把高频变压器置于DC-AC变换器内;图2(b)是把高频变压器置于DC-DC变换器内,两种方式均可实现隔离功能。
图工频电压器型拓扑结构图图 a图 b图2 高频变压器型的两种拓扑结构图工频变压器(LFT)与高频变压器(HFT)相比,体积大、重量重、价格上也无优势,因此,在有变压器拓扑方案的选择中,一般倾向于采用HFT来实现升压和隔离的功能.为了尽可能地提高光伏并网系统的效率和降低成本,在直流母线电压足够高时,也可采用不隔离的无变压器型拓扑方案。
由于输入与输出之间无电气隔离,无变压器型拓扑产生的对地漏电流成为一个需要解决的技术难题光伏模块存在一个随外部环境变化而变化且范围很大的对地寄生电容,其容值在～10 nF之间,所以由许多光伏模块串并联构成的光伏阵列对地寄生电容变得更大,从而可能导致相当大的对地漏电流.较大的对地漏电流一方面会严重影响变流器的工作模式;另一方面也会给人身安全带来威胁。
正文 三相PWM光伏并网逆变器设计
摘要由于当今社会能源和环境问题的日益突出，太阳能能源作为可再生能源得到了广泛的研究和应用。
近些年来，光伏并网发电系统的研究越来越多地受到国家和社会的重视，光伏并网逆变器是光伏并网发电系统的核心组成部分，本文主要研究光伏电压型并网PWM逆变器的并网控制，光伏并网系统具有输出电流正弦化、功率因数可调等功能。
首先，本文对三相电压型并网PWM逆变器主电路拓扑结构、工作原理进行了详细分析, 结合实际系统参数设计通过simulink仿真软件对并网控制方法进行仿真验证，建立三相电压型并网PWM逆变器在静止、旋转坐标系下的数学模型，为系统的并网控制策略设计奠定了基在此基础上建础。
其次，分析了三相SPWM 技术应用于逆变器调制的优缺点，建立三相逆变器模型, 设计了 10kW的三相电压型并网PWM逆变器。
关键词：并网逆变器；三相；simulink仿真；SPWMAbstractDue to problem of energy and environment becoming looming large, the research and application of the solar,one kind of renewable energy, has arousedwidespread concern.In recent years, photovoltaic grid-connected power system research received more and more attention by the state and society.Photovoltaic grid-connected inverter is the core component of grid-connected photovoltaic systems. This paper mainly studies grid-connected control of photovoltaic grid voltage source PWM inverter.Photovoltaic grid-connected system is featured by sinusoidal current output, and the function of adjust power factor.The first of all，This paper makes a detailed analysis on the topology structure of Three-phase grid voltage type PWM inverter's main circuit and working bined with the actual system parameters, grid-connected control method is stimulation verified by simulink simulation software,mathematical models of invert under both the static and rotating coordinate system are established which lay the foundation for design of grid-connected control.The second，advantages and disadvantages from the technology that three-phase SPWM is applied in the inverter modulation are analyzed. Three-phase inverter model is established and simulation.And designed a10kW three-phase voltage source PWMinverter.Key words:grid-connectedinverter; three-phase; Simulink simulation; SPWM目录1 绪论 (1)1.1课题研究背景与意义 (1)1.2国内外研究状况 (1)1.3课题研究方法 (2)2 三相光伏并网逆变器的工作原理及控制策略分析 (3)2.1三相光伏并网逆变器的工作原理 (4)2.1.1三相光伏并网逆变器主电路拓扑结构的设计 (5)2.1.2逆变器显示及设置功能的设计 (5)2.2三相光伏并网逆变器的控制策略分析 (6)2.2.1三相光伏并网逆变器的并网原理 (6)2.3本章小结 (7)3SVPWM算法及系统Matlab仿真 (7)3.1SVPWM算法的原理及数学理论推导 (8)3.1.1PWM的定义，发展过程 (8)3.1.2SVPWM的调制原理 (9)3.2三相光伏并网逆变器的SVPWM算法分析 (10)3.2.1三相光伏并网逆变器等效电路分析 (11)3.2.2三相光伏并网逆变器的扇区划分依据 (12)3.3 三相光伏并网逆变系统的Matlab仿真 (13)3.3.1 三相光伏并网逆变系统的Simulink建模 (14)3.3.2三相光伏逆变系统的波形仿真 (14)4 三相光伏并网逆变系统的软件实现……………………………………………1绪论1.1 课题研究背景与意义社会文明不断发展的基础是能源,充足的能源供应为实施可持续发展提供了物质保障。
论文赏析：三相光伏并网逆变器控制策略的研究
论⽂赏析：三相光伏并⽹逆变器控制策略的研究论⽂赏析：三相光伏并⽹逆变器控制策略的研究描述:没有⽂件说明附件:( 432 K )三相光伏并⽹逆变器控制策略的研究.pdf下载次数(0)看过之后受益匪浅，推荐给众旺友阅读。
本⽂对光伏并⽹逆变器⼏种常⽤的控制策略进⾏了论述，给出了⽮量控制框图及其原理和特点进⾏了分析，指出了其中存在的⼀些问题和缺点。
虽然并⽹逆变器的控制策略已有很⼤的发展，但还有⼀些问题没有得到满意的解决。
未来的光伏并⽹逆变器的控制策略不能单纯依赖⼀种控制策略，应综合考虑现代智能控制、传统控制策略和多种控制策略相结合，形成可靠、简单、坚强、⾼效的控制⽅式。
0 引⾔太阳能光伏发电的⼴泛应⽤，使得并⽹逆变器的研究成为热点。
在光伏并⽹发电系统中，光伏并⽹逆变器是光伏发电系统并⽹控制能量转换与控制的核⼼。
良好的并⽹逆变器控制策略，是实现⼤容量光伏电站并⽹的保证。
并⽹逆变器作为可再⽣能源发电系统与电⽹的接⼈⼝，在并⽹发电中起到关键作⽤。
对此，研究⽤于并⽹逆变器的控制⽅法具有重⼤意义和⼴阔前景。
光伏并⽹逆变器有多种控制⽅法，⽆论采⽤何种控制⽅法，其控制⽬的都是⼀样的，即要保证控制的稳定性、快速性和准确性。
本⽂对并⽹逆变器的内环控制策略进⾏了详细阐述。
以三相并⽹逆变器为控制对象，简述各种并⽹控制策略原理，介绍⼏种可取的控制策略及各⾃特点，着重讨论光伏并⽹逆变器双环控制策略内环中基于电流闭环和功率闭环的控制策略，展望未来的发展趋势和⾛向。
l 三相光伏并⽹逆变器拓扑结构和原理光伏并⽹逆变器本质是有源逆变，其作⽤是将光伏电站输出的直流电能通过调压、逆变后，将符合电⽹要求的交流电馈送给电⽹。
光伏并⽹逆变器分为隔离型、⾮隔离型逆变器。
隔离型包含⼯频、⾼频；⾮隔离型包含单级、多级⼏种类型。
双级型光伏并⽹发电系统如图1所⽰。
⼀般，前级DC／DC变换器和后级DC／AC变换器之间均设置⼀个⾜够容量的直流滤波电容。
直流滤波电容在缓冲前、后级能量变化的同时也起到了前、后级控制上的解耦作⽤。
光伏并网变换器拓扑结构研究
光伏并网变换器拓扑结构研究摘要：太阳能并网发电技术日益成为研究热点，并网逆变器作为光伏阵列与电网的接口设备，其拓扑结构决定着整个光伏并网发电系统的效率和成本，是影响系统经济可靠运行的关键因 素．在简要介绍光伏并网逆变器常用拓扑方案基础上，重点分析了其有代表性拓扑结构的特点、效率及适用场所，并给出了并网逆变器拓扑结构未来可能的发展趋势。
关键词：光伏、并网逆变器、拓扑结构一、引言跨入21世纪之后，全球正在面临能源危机，新能源已经成为世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。
太阳能光伏发电技术作为新能源的重要一员得到了持续的发展。
太阳能光伏发电系统可区分为两大类：一是独立系统，二是并网系统。
独立系统是由太阳能电池直接给负载提供功率，多用于向偏远无电地区供电，易受到诸如时间和季节的影响。
独立系统结构图如图1-1所示。
图1-1 独立系统结构图随着电力电子技术的进步和控制理论的发展，光伏并网发电已经成为太阳能利用的主要形式。
并网发电系统的特点是通过控制逆变器，直接将太阳能电池阵列发出的直流电转换为交流电，输向电网，如图1-2所示。
寻求高性能、低造价的光伏材料和器件以减小光伏发电系统的自身损耗是其研究热点之一。
作为光伏阵列与电网系统间进行能量变换的逆变器，其安全性、可靠性、逆变效率、制造成本等因素对发电系统的整体投资和收益具有举足轻重的地位。
因此，对于拓扑结构的合理选择、提高系统效率和降低生产成本有着极其重要的意义。
图1-2 并网发电系统结构图二、光伏并网逆变器拓扑方案并网逆变器作为并网发电系统进行电能变换的核心，具体电路拓扑众多，根据直流侧电源性质的不同可分为两种：电压型逆变器和电流型逆变器，结构如图2-1。
电流型逆变器，其直流侧输入为电流源，需要串联一大电感提供较为稳定的直流电流输入，但此大电感会导致系统动态响应差，因此当前世界范围内大部分并网逆变器均采用直流侧以电压源为输入的电压型逆变器。
根据逆变器的输入端和输出端是否隔离，可将逆变器分为隔离型和非隔离型。
光伏逆变器中的电路拓扑结构设计与研究
光伏逆变器中的电路拓扑结构设计与研究随着太阳能光伏发电技术的迅速发展，光伏逆变器作为太阳能发电的重要组成部分，具有着越来越重要的作用。
光伏逆变器的作用是将太阳能电池模块发出的直流电转换为交流电，以供给电网使用。
电路拓扑结构是光伏逆变器设计中的重要部分，能够影响系统的性能和稳定性。
因此，本文将针对光伏逆变器中的电路拓扑结构进行设计与研究。
一、光伏逆变器电路拓扑结构的分类根据拓扑结构的不同，光伏逆变器可以分为单相桥式逆变器、三相桥式逆变器和多电平逆变器。
其中，单相桥式逆变器是一种简单的电路结构，适用于小型光伏发电系统；三相桥式逆变器更适合于较大规模的光伏发电系统；而多电平逆变器的逆变效率更高，也更加稳定，适用于大型光伏发电系统。
二、单相桥式光伏逆变器电路拓扑结构设计单相桥式光伏逆变器的电路结构简单，它将太阳能电池组成的直流电源通过开关管进行逆变，从而使得输出电压为交流电。
单相桥式光伏逆变器的设计中，采用了电感和电容进行过滤，以减小输出电压的波动度。
同时，为了保持输出电压的稳定性，还需要采用频率稳定器，通过调节频率来保持输出电压的稳定。
三、三相桥式光伏逆变器电路拓扑结构设计三相桥式光伏逆变器的电路结构比单相桥式光伏逆变器更为复杂，但是在大型光伏发电系统中，其性能和稳定性更加优越。
在三相桥式光伏逆变器的设计中，需要采用三相桥式整流器，将太阳能电池组成的直流电源变换为交流电。
然后，通过三相桥式逆变器将交流电转换为输出电压。
为了保证三相桥式光伏逆变器的稳定性，需要采用滤波器来减小输出电压的波动度。
此外，频率稳定器的设计中也十分重要，以保持输出电压的稳定性。
四、多电平光伏逆变器电路拓扑结构设计多电平光伏逆变器相比于单相桥式光伏逆变器和三相桥式光伏逆变器更加复杂，但是其逆变效率更高，输出电压波动度更小，稳定性更好。
在多电平光伏逆变器的设计中，我们需要采用多个桥式电路，并将其串联起来，以实现多电平输出。
多电平光伏逆变器的设计需要采用多个电感和电容进行过滤，同时还需要将频率稳定器进行升级，以保证输出电压的稳定性。
三相光伏并网逆变器及控制系统的设计
三相光伏并网逆变器及控制系统的设计摘要：本文介绍了基于L型滤波器三相光伏并网逆变器的主电路拓扑结构。
在该拓扑结构数学模型的基础上，设计了三相光伏并网逆变器双闭环控制系统的结构。
选择电压电流双闭环PI控制及SVPWM调制策略，通过实验分析验证系统的可靠性和实用性。
关键词：逆变器；PI控制；SVPWM0引言现在新能源的开发与使用逐渐受到了世界各国的关注，解决新能源需求、环境保护及经济发展之间的互锁关系日益成为世界各国的头等难题。
太阳能作为技术含量最高、最有发展前景的新能源，具有普遍、无害性、巨大以及长久等优点[1-3]。
太阳能发电系统包括光伏电池发电装置与变换器装置，系统输出的电能供给用户负载使用。
而并网逆变器作为光伏并网发电的核心，对其进行控制策略的研究具有很高的现实意义[4-6]。
本文以两级式非隔离三相并网逆变器的拓扑结构为研究对象，分析了太阳能光伏电池的数学模型和输出特性，然后对双闭环并网控制系统及逆变调制策略进行研究，最后进行实验，验证了理论的正确性。
1光伏并网逆变器的系统结构本文采用L型滤波器实现并网逆变器与电网的连接。
如图1所示为三相并网逆变器的拓扑结构图，其中ea、eb、ec为三相配电网电压，中性点为O点，逆变器交流侧输出电流为ia、ib、ic，逆变器输出交流和配电网侧等效电感为L，等效线路电阻为R，三相全桥拓扑结构3个桥臂的中点输出电压为Ua、Ub、Uc，T1~T6为IGBT开关管器件，C为输入直流侧滤波与稳压电容，Udc为输入直流侧电压，idc为直流母线侧电流。
3 总结通过研究单级式三相太阳能光伏并网逆变系统，建立了基于L型滤波器的并网逆变器的拓扑结构。
设计了电压电流双环控制方式，并验证了理论研究的正确性以及可行性。
参考文献：[1] 王宏伟. 基于DSP的光伏并网逆变器的开发研究[D].天津大学，2010．[2] 蒋莉萍. 中国光伏——2014及未来发展[J].电气时代，2015，1(1):62-65．[3] 章激扬，李达，杨苹等. 光伏发电发展趋势分析[J].可再生能源，2014，32(2):127-132．[4] 柴园. 基于软件锁相环的并网型单相光伏逆变器的研究[D].东南大学，2013．[5] 曹志怀. 并网型太阳能光伏发电系统研究[D].西南交通大学，2012．[6] 丁明，王伟胜，王秀丽等. 大规模光伏发电对电力系统影响综述[J].中国电机工程学报，2014，34(1):1-8．[7]．刘钢. 分布式电源并网逆变器控制及孤岛检测方法研究[D].重庆大学，2012．[8] N. Ammasai Gounden，Sabitha Ann Peter，Himaja Nallandula et al. Fuzzy.logic controller with MPPT using line-commutated inverter for three-phase grid-connected photovoltaic systems. ELSEVIER Renewable Energy，2009:909-915．[9] Gyeong-Hun Kim，Chulsang Hwang，Jin-Hong Jeon et al. A novel three-phase four-leg inverter based load unbalance compensator for stand alone microgrid. ELSEVIER Electrical Power and Energy Systems，2015:70-75．。
三相光伏并网逆变器拓扑结构及其控制方案
C2
V7
PV
V4 V2 V6
C
三相光伏并网逆变器基本拓扑
4
三相并网光伏逆变器基本拓扑及其控制方案
1 最大功率点跟踪 （Maximum Power Point Tracking，MPPT）
P/W P/W
100
光照增强
75
50
25
0
5
10 15 20 25
30U/V
光照对U-P曲线的影响
100 75
V1
V5
V9
C1 VD1
V2 VD3
V6 VD5
V10L
L
C3 V13
PV
VD2
VD4
VD6
C2
V3
Байду номын сангаас
V7
V11
C
V4
V8
V12
二极管钳位式（Neutral Point Clamping，NPC）
9
H桥级联式逆变器拓扑结构及其控制方案
一种H桥级联式三相光伏并网逆变器
10
H桥级联式逆变器拓扑结构及其控制方案
50
温度升高
25
0
5 10 15 20 25 30
温度对U-P曲线的影响
5
三相并网光伏逆变器基本拓扑及其控制方案
6
三相并网光伏逆变器基本拓扑及其控制方案
P/W P/W
50
40
30
20 P1
10
P0
0
5
Pn
P3
P2
P4
10 15 25
30 35
U/V
50
40
P0
30
Pn
P2
P1
光伏逆变器拓扑结构及设计思路
光伏逆变器拓扑结构及设计思路光伏逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置，在光伏发电系统中起到重要作用。
它的主要功能是将光伏电池板产生的直流电转换为交流电，以满足电网的要求。
同时，逆变器还需要具备稳定可靠、高效节能等特点。
本文将介绍光伏逆变器的拓扑结构及设计思路。
光伏逆变器的拓扑结构主要有单相桥式、三相桥式、多电平桥式、谐振桥式等。
其中，单相桥式是应用最广泛的一种拓扑结构，主要由四个IGBT（绝缘栅双极性晶体管）和四个二极管组成，用于将直流电转换为交流电。
相位控制是单相桥式逆变器的主要控制策略，它可以通过改变IGBT的通断来控制输出交流电的相位和频率。
三相桥式逆变器类似于单相桥式逆变器，但是它由六个IGBT和六个二极管组成，可以实现三相交流电的输出。
多电平桥式逆变器可以通过增加IGBT和二极管的数量，来实现更精确的逆变控制，从而提高逆变器的输出质量。
谐振桥式逆变器是一种利用谐振原理工作的逆变器，具有高效、低开关损耗等优点。
在光伏逆变器的设计过程中，需要考虑以下几个方面。
首先是功率选择，即根据光伏电池板的额定功率和输出功率需求，确定逆变器的额定功率。
其次是控制策略选择，即确定逆变器的工作方式和控制算法，可以选择PWM控制或者谐振控制等方式。
同时，还要考虑逆变器的效率、稳定性等性能指标，尽量提高逆变器的工作效率，并通过合理的电路设计和控制策略来提高逆变器的稳定性。
最后是滤波和保护电路的设计，逆变器输出的交流电需要进行滤波处理，以去除谐波和杂波成分，并且需要设计相应的保护电路，以提高逆变器的安全性和可靠性。
总之，光伏逆变器的拓扑结构和设计思路需要根据具体的应用需求进行选择和确定。
在设计过程中，需要考虑功率选择、控制策略选择、效率和稳定性等方面的问题，并通过合理的电路设计和控制策略来提高逆变器的性能和可靠性。
光伏逆变器的发展将进一步推动光伏发电技术的应用，为可持续能源的开发和利用做出贡献。
光伏逆变器拓扑结构及设计思路
光伏逆变器拓扑结构及设计思路光伏逆变器是将直流电能转换为交流电能的关键设备，在光伏发电系统中起着非常重要的作用。
光伏逆变器的拓扑结构和设计思路决定了其转换效率、稳定性、可靠性以及成本等关键性能指标。
本文将对光伏逆变器的拓扑结构和设计思路进行详细阐述。
串联式逆变器是指将光伏电池组的单个电池串联连接，然后通过逆变器进行电流和电压的转换。
串联式逆变器的主要特点是输出电压和频率稳定，但若其中一个电池损坏，整个电池组的发电效能将受到影响。
并联式逆变器是指将光伏电池组的单个电池并联连接，然后通过逆变器进行电流和电压的转换。
并联式逆变器的主要特点是每个电池单独工作，一个电池损坏不会影响整个电池组的发电效能，但输出电压和频率可能不稳定。
混联式逆变器是串联式逆变器与并联式逆变器的结合，兼具两者的优点。
混联式逆变器的特点是稳定性好，充分利用多个电池组发电效能，但设计和调试难度较大。
在光伏逆变器的设计中，需要考虑以下几个关键因素：1.输出电压和频率控制：逆变器需要将直流电转换为交流电，因此需要精确控制输出电压和频率。
在设计中，可以采用PWM调制技术或者全桥逆变技术等方法来实现输出电压和频率的控制。
2.功率因数控制：光伏逆变器应力求实现高功率因数，以提高系统的整体效能。
在设计中，可以采用谐振技术、电容补偿技术等方法来实现功率因数的控制。
3.可靠性设计：光伏逆变器需要在各种恶劣环境条件下稳定运行，因此需要进行可靠性设计。
在设计中，可以采用多重保护技术、过温保护技术等方法来提高逆变器的可靠性。
4.效率优化：光伏逆变器的转换效率直接影响到光伏发电系统的发电效果。
在设计中，需要优化逆变器的转换效率，减小能量损耗，提高系统的发电效率。
总结而言，光伏逆变器的拓扑结构和设计思路直接影响到逆变器的性能指标。
通过选择合适的逆变器拓扑结构和采用适当的设计思路，可以提高逆变器的转换效率、稳定性和可靠性，从而提高整个光伏发电系统的发电效能。
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0
U/V
U/V
环境参数不变时
光照变化时变化时
三相并网光伏逆变器基本拓扑及其控制方案
输入控制
采用电压源型控制
输出控制
采用电流源型控制
若以电流源方式控 制逆变器，需要在 直流侧串联大电感。 导致系统响应变慢。
输出电压被电网电 压钳位住，控制复 杂精度低。
中点钳位式逆变器拓扑结构及其控制方案
L1 VD13 V1 C1 C3
V5
L
C1
PV
C2 V7 V4 V2 V6
C
三相光伏并网逆变器基本拓扑
三相并网光伏逆变器基本拓扑及其控制方案
1 最大功率点跟踪 （Maximum Power Point Tracking，MPPT）
P/W
100 75
50
光照增强
P/W
100
75
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Байду номын сангаас温度升高
25
0 5 10 15 20 25 30
PV
V5 V6 VD5 VD6 V7 V8
V9 V10 L
VD1
V13
V2 VD3
L
VD2
C2
VD4
V3 V4
V11 V12
C
二极管钳位式（Neutral Point Clamping，NPC）
H桥级联式逆变器拓扑结构及其控制方案
一种H桥级联式三相光伏并网逆变器
H桥级联式逆变器拓扑结构及其控制方案
25
0 5 10 15 20 25 30
U/V
光照对U-P曲线的影响
温度对U-P曲线的影响
三相并网光伏逆变器基本拓扑及其控制方案
三相并网光伏逆变器基本拓扑及其控制方案
P/W
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P/W
Pn
P4
50
40 P0
P3
P2
30
20
30
20
P2
Pn P1
P1
10 P0
10 5 10 15 25 30 35 0 5 10 15 25 30 35
三相光伏并网逆变器拓扑结构及其控制方案
袁同浩 13721244
主要内容
一 二 三
三相并网光伏逆变器基本拓扑及其控制方案 中点钳位式逆变器拓扑结构及其控制方案 H桥级联式逆变器拓扑结构及其控制方案
四
直流母线式逆变器拓扑结构及其控制方案
三相并网光伏逆变器基本拓扑及其控制方案
L1
VD1
V1
V3
VD1
V1
V3
V5
L
C2
V4
V2
V6
C
L1
VD1
C1 V7
PV
C2
直流母线式三相光伏并网逆变器
谢 谢!
移相PWM
H桥级联式逆变器拓扑结构及其控制方案
另一种H桥级联式三相光伏并网逆变器
H桥级联式逆变器拓扑结构及其控制方案
阶梯波控制的SPWM
H桥级联式逆变器拓扑结构及其控制方案
混合H桥级联式三相光伏并网逆变器
直流母线式逆变器拓扑结构及其控制方案
L1 C1 V7
PV VD1
C2
L1 C1 V7
PV