三电平逆变器设计

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T型三电平并网逆变器的设计与实现

T型三电平并网逆变器的设计与实现T型三电平并网逆变器是一种新型的并网逆变器，通过使用T型拓扑结构和PWM控制技术，实现了高效率、低损耗和低谐波输出的特点。

在太阳能电池、风能等可再生能源并网系统中，T型三电平并网逆变器可以有效提高系统的性能并减少对电网的影响。

1.T型三电平并网逆变器的设计原理T型三电平并网逆变器采用T型拓扑结构，其中包括两个IGBT功率开关管和一个中性点电容。

逆变器的输出端连接一个LC滤波器，用以减小输出波形的谐波。

逆变器的PWM控制采用了三电平调制技术，通过控制IGBT功率开关管的导通与关断，实现对输出电压的精确控制。

T型三电平并网逆变器的工作原理如下：当逆变器的DC电压输入为Vdc时，通过PWM控制技术，将DC电压变换为交流电压输出。

在每个半个周期中，逆变器的输出电压可以取三个水平值：-Vdc、0和Vdc。

通过控制IGBT功率开关管的导通与关断，可以实现输出电压的平滑变化，从而减小输出波形的谐波含量。

在设计T型三电平并网逆变器时，首先需要确定逆变器的功率容量、输入电压范围和输出电压频率等参数。

然后选择合适的功率开关器件、驱动电路和控制策略，设计逆变器的拓扑结构和控制电路。

在逆变器的实现过程中，需注意以下几点：（1）功率开关器件选择：逆变器的功率开关器件需要能够承受高频率、高电压和高电流的工作环境。

常用的功率开关器件包括IGBT、MOSFET等。

（2）驱动电路设计：驱动电路需要能够精确控制功率开关器件的导通与关断，防止出现交叉导通和短路现象。

常用的驱动电路包括光耦隔离、反嵌极电路等。

（3）PWM控制策略：逆变器的PWM控制需要根据需求设计合适的调制算法，以实现输出电压的精确控制和谐波抑制效果。

（4）滤波器设计：逆变器的输出端连接一个LC滤波器，用以减小输出波形的谐波含量。

滤波器的参数需要根据系统的输出频率和电压等参数进行优化设计。

在实际应用中，T型三电平并网逆变器可以广泛应用于太阳能电池、风能等可再生能源系统中，提高系统的效率和稳定性。

三电平逆变器设计

➢ SVPWM算法的原理
空间电压矢量调制法(SVPWM) 是从以三相对称正弦波电压供电时交流电动机的理想磁通圆为基准，用逆变器不同的开关模式所产生实际磁通去逼近基准圆磁通即通过交替使用不同的电压空间矢量实现磁链的轨迹，由它们比较的结果决定逆变器的开关，形成PWM波形。
U U
A0 B0
U C0
一、课题背景和意义
在能源日益短缺的今天，取之不尽，用之不竭，无污染的太阳能成为了人们关注的焦点，与其它的能源相比，太阳能无疑是最具有发展前景的绿色能源。
多电平逆变器的研究和应用是现代电力电子技术的最新发展方向之一，也是近年来发展起来的一种新兴变流技术，它主要面向的是高压大容量的应用场合。目前，在各种多电平电压源型逆变器的研制和应用方面，二极管箱位式三电平逆变器的应用最为广泛而且也最有实用意义。三电平逆变器适合大容量，高电压变频场合，开关器件工作在较低频率下可以获得较好的波形，因此，开关损耗相对较低，效率高，电路的电磁干扰问题大大减轻。
(f)
S a1
+ V dc1 C 1 D a1 S a2
V dc +
n
-
+
D a2 S a3
V dc2 C 2
S a4
(d)
10
基于三电平的光伏发电系统逆变器研究
Study of the Inverter of PV power generation system Based on Three-Level
Study of the Inverter of PV power generation system Based on Three-Level
此外，影响光伏电池的的输出特性主要因素：光照和温度。

三电平npc逆变器硬件设计

三电平npc逆变器硬件设计
三电平NPC逆变器是一种高性能的逆变器拓扑结构，它在电
力电子领域得到了广泛的应用。

下面是三电平NPC逆变器的
硬件设计方案：
1. 选择功率器件：根据设计需求选择合适的功率器件，通常使用IGBT（绝缘栅双极型晶体管）或MOSFET（金属氧化物半
导体场效应管）作为开关管，整流器使用快恢复二极管（FRED）。

2. 控制电路设计：三电平NPC逆变器需要精确的电流和电压
控制，因此需要设计控制电路来实现这些功能。

可以使用微控制器或DSP芯片来实现控制算法，同时需要采用传感器来获
取电流和电压信息。

3. 电源电压设计：三电平NPC逆变器通常使用直流输入电压，因此需要设计适当的电源电压。

可以使用整流器将交流电转换为直流电，然后通过滤波器进行滤波。

4. 电路保护设计：在设计过程中，需要考虑逆变器的电路保护，以保证逆变器在故障情况下的安全运行。

常见的保护措施包括过压保护、过流保护、短路保护等。

5. PCB设计：将上述所有电路元件和电路连接在一起，设计PCB板以实现电路的布线和连接。

需要注意布线的合理性和
有关信号的屏蔽，以减少干扰和噪声。

6. 散热设计：由于三电平NPC逆变器在工作过程中会产生大
量的热量，因此需要进行散热设计来保持逆变器的工作温度在可接受范围内。

可以使用散热片、散热器等散热设备来提高散热效果。

总之，三电平NPC逆变器的硬件设计需要综合考虑功率器件、控制电路、电源电压、保护措施、PCB设计和散热设计等多
个方面。

需要根据具体的设计需求和要求进行设计。

三电平光伏并网逆变器的设计和仿真

三电平光伏并网逆变器共模电压SVPWM抑制策略研究发布:2011-09-07 | 作者: | 来源: mahuaxiao | 查看:436次 | 用户关注：摘要：本文提出了一种优化空间矢量脉宽调制方法来抑制光伏并网逆变器中产生的共模电压。

在分析共模电压产生机理的基础上，对通常SVPWM调制技术进行改进,调整了有效矢量的选择范围,并对开关次序进行优化。

该空间矢量合成算法克服了SPWM调制存在的母线电压利用率低，线性调制区小的问题。

仿真结果表明，该算法可以将共模电压幅值抑制到普通SVPWM算法的1/2，具有良好的有效性和实用性。

1引言目前,多电平变流器以其突出的优点在高压大摘要：本文提出了一种优化空间矢量脉宽调制方法来抑制光伏并网逆变器中产生的共模电压。

在分析共模电压产生机理的基础上，对通常SVPWM调制技术进行改进, 调整了有效矢量的选择范围, 并对开关次序进行优化。

该空间矢量合成算法克服了SPWM调制存在的母线电压利用率低，线性调制区小的问题。

仿真结果表明，该算法可以将共模电压幅值抑制到普通SVPWM算法的1/2，具有良好的有效性和实用性。

1 引言目前, 多电平变流器以其突出的优点在高压大功率变流器中得到了日益广泛的应用,它不仅能减少输出波形的谐波，也易于进行模块化设计[1, 2]。

二极管中点箝位式(NPC)三电平拓扑结构即是高压大功率变频器的主流拓扑结构之一[3] 。

然而在三电平变流器的应用中, 也出现了一些问题，特别是共模电压问题。

目前，变频器共模电压的抑制方法主要有两种：一是外加无源滤波器等，或有源滤波器[4-6]，这类方法会导致体积和成本显著增加，且不易应用于高压大容量场合；二是通过控制策略从源头减小共模电压，文献[7]、[8]提出一种SPWM消除共模电压的调制方法。

该方式是通过异相调制来消除开关共模电压,但是存在直流电压利用率低、线性调制区过小的问题。

针对SPWM调制的电压利用率低、不利于运用于各种调制比工况下的缺点，本文从三电平逆变器共模电压形成机理出发，提出了一种基于优化电压空间矢量(SVPWM)方法, 可有效抑制三电平逆变器输出共模电压。

三电平光伏并网逆变器的设计和仿真

三电平光伏并网逆变器的设计和仿真三电平光伏并网逆变器是一种逆变器，可将光伏发电系统产生的直流电转换为交流电并注入电网中。

相较于传统的两电平逆变器，三电平逆变器具有较低的谐波畸变、较高的效率以及较低的损耗。

本文将主要介绍三电平光伏并网逆变器的设计和仿真。

首先，我们需要了解三电平光伏并网逆变器的工作原理。

该逆变器采用全桥拓扑结构，通过PWM控制技术将直流电转化为交流电。

在三电平拓扑中，单个逆变器开关可以处于三个可能的状态之一，产生三个不同的输出电平。

通过合理的控制逆变器开关状态，可以实现更接近纯正弦波形的输出。

接下来，我们需要进行三电平光伏并网逆变器的设计。

设计的关键步骤包括选择逆变器拓扑、选择开关器件以及设计控制策略。

逆变器拓扑的选择可以参考现有的研究成果和文献，如全桥拓扑、H桥拓扑等。

开关器件的选择需要考虑功率损耗、效率、成本等因素。

对于控制策略的设计，可以采用比例积分控制器，根据输入输出电流电压进行调节和控制。

设计完成后，我们可以使用电路仿真软件进行三电平光伏并网逆变器的仿真。

常用的电路仿真软件包括PSIM、Simulink等。

通过仿真，可以验证逆变器的性能以及输出波形是否满足要求。

在仿真过程中，需要输入逆变器的直流电源电压、负载的电阻值以及逆变器的控制信号等参数，以获取准确的仿真结果。

总结起来，三电平光伏并网逆变器的设计和仿真需要进行逆变器拓扑选择、开关器件选择以及控制策略设计等关键步骤，并可以通过电路仿真
软件进行验证。

这种逆变器在光伏发电系统中具有重要的应用价值，可以提高发电系统的效率和稳定性。

三电平逆变器变频调速系统设计

理想的ＩＧＢＴ应该具有以下几个方向的性能：（１）在出现短路和过流等非正常的情况下，它能够很快的发出保护信号。
（２）在关断过程中，为尽快抽取ＰＮＰ管中的存储电荷，能向ＩＧＢＴ提供足够的反向栅压［２］。
（３）能把输入输出进行隔离，即能很好的隔离控制电路和主体电路；
图１逆变器变频调速系统主电路如图
３系统主体电路
本文所采用的系统是电压型交一直一交变频装置结构［１］，整流电路由二极管三相整流桥模块组成，其整流部分是不可控的全桥整流电路设计；三理图如图２所示。图中中间直流回路中的电阻Ｒ３，其作用是输入限流，用来限制系统起动时的冲击电流，限制充电过程最长时间０２ｓ，稳态工作时使用接触器Ｊ１将该电阻断开，其动作是为了减少变频部分正常工作的时候在中间直流上的消耗的功率。
《电气开关》（２０１８．Ｎｏ．２）
７９
图２系统总体电路设计原理图
４电压电流的采样电路设计
在本文中采用了电压和电流的采样电路。把采样电阻Ｒ１上的电压送入到采样电路中去，经过一系列的处理输入到ＤＳＰ。电流的检测一般主要有三种：霍尔元件检测、分压电阻法和电流互感器检测法。分压电阻法一般成本比较低和精度相对高，因为得到了广泛的应用，然而霍尔元件检测法因为不能与电路串、并联，此中做法不破坏小的封装和电路的完整性而得到了应用；电流互感器法则主要用于大电流和交流电的场合当中。三种方法各有其优点。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｏｄｅｃｌａｍｐｉｎｇｔｙｐｅｔｈｒｅｅｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒ；ｎｅｕｔｒａｌｖｏｌｔａｇｅ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｔｉｍｉｎｇｏｆｔｈｒｅｅｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒ

基于光伏发电系统的三电平逆变器设计2024

基于光伏发电系统的三电平逆变器设计2024基于光伏发电系统的三电平逆变器设计2024光伏发电系统是一种将太阳能转换为电能的装置，主要由光伏电池组成。

为了将光伏电池产生的直流电转换为交流电，需要使用逆变器。

逆变器的主要功能是将直流电压转换为交流电压，并将其输入电网供电。

而三电平逆变器是一种高效且可靠的逆变器拓扑结构。

三电平逆变器采用波形近似于正弦波的电压输出，相对于传统的两电平逆变器拥有较低的谐波含量，因此能够提供更高的电能转换效率。

此外，三电平逆变器还具有较低的电磁干扰和更好的适应性，适用于各种电力系统。

在设计三电平逆变器时，需要考虑以下几个关键方面：1.拓扑结构选择：三电平逆变器主要有H桥和NPC两种拓扑结构。

H桥拓扑结构相对简单，但需要较高的开关功率器件；NPC拓扑结构则能够提供更高的效率和输出质量，但需要更复杂的电路控制。

2.控制策略设计：控制策略可以分为PWM和MPC两种。

PWM控制策略使用脉宽调制技术，可以实现高效的电能转换，但可能会产生较高的谐波。

MPC控制策略则通过最优化算法实现控制，能够减小谐波含量，但计算复杂度较高。

3.电力开关器件选择：逆变器中的电力开关器件对其性能和可靠性起着重要作用。

目前常用的电力开关器件有晶闸管、功率MOS管和IGBT等，需要根据具体需求选择合适的器件。

4.控制电路设计：逆变器的控制电路需要根据不同的控制策略进行设计。

常见的控制电路包括PWM生成电路、比较器和滤波电路等。

5.保护措施设计：为了确保逆变器的安全运行，需要设计相应的保护措施。

例如过压保护、过流保护和短路保护等。

综上所述，基于光伏发电系统的三电平逆变器设计需要综合考虑拓扑结构选择、控制策略设计、电力开关器件选择、控制电路设计和保护措施设计等因素。

通过合理的设计和优化，可以实现高效、可靠的光伏发电系统。

一种三电平NPC逆变器驱动电源的简化设计

［ # ］ 6.1.8 9，:.;.<.=<> ?， 9;.@> A$ 9 B8C B8D/E.0 FG>B/ H0.IF8J 34- >BK8E/8E［ 7］ $ ?LLL :E.B=$ ?BJD=$ 9F5 F0>H./$ ，#*2# ，#, （ ) ）：)#2 M )&+$ ［ & ］ -8NB.EJ : 9， OGH< A$ -D0/>508K80 HGBK8E=>GB： <>@< KG0/.@8 H<GFF8E= .BJ KG0/.@8 =GDEH8 >BK8E/8E= ［ 7 ］ $ ?B 3EGH$ ?LLL53LP7’ *& ，#**& ，# ：+*,5 (’+$ ［ + ］ QGJE>@D8R %，3GB// %，90R.IGE. S，8/ .0$ 6GK80 &’-4 JGCB<>00 HGBK8NGE =N=/8I D=>B@ /<E88508K80 HGBK8E/8E= ［ 7］ $ ?B 3EGH$ ?LLL ?BJD=$ 9FF0>H./$ 7GBT$ ，&’’# ， & ：# +*U5# (’+$ ［ ( ］ VE>.B 9 480H<;G，-.DE>H>G V J8 Q， 7GEE8.， 8/ .0$ 9 /<E88508K80 -WPOL: >BK8E/8E TGE 0GC FGC8E JE>K8=［ 7］ $ ?L7W6’ &’’& ，&’’& ：# &U,5# &,+$ （收稿日期：&’’*5##5&’ ） !"

基于DSP的大功率三相三电平逆变系统设计与实现

基于DSP的大功率三相三电平逆变系统设计与实现基于DSP的大功率三相三电平逆变系统设计与实现摘要：本文针对大功率三相三电平逆变系统的设计与实现进行了研究。

首先介绍了逆变器的基本原理和分类，然后对三相三电平逆变系统的工作原理进行了详细阐述，并提出了一种基于DSP的控制算法。

接着，根据设计要求，进行了硬件选型和系统组成部分的设计。

最后，设计了相应的实验平台，通过实验验证了系统的性能和稳定性。

关键词：大功率三相三电平逆变系统；逆变器；DSP控制算法；硬件设计；实验验证第一章引言随着电力需求的不断增长，大功率逆变系统在电力传输和能源变换领域中起着重要作用。

而三相三电平逆变系统作为一种有效的能源转换装置，具有输出波形质量好、运行稳定等优点，因此备受研究者关注。

本文旨在设计并实现基于DSP的大功率三相三电平逆变系统，提高系统的控制性能和效率。

第二章逆变器基本原理与分类2.1 逆变器基本原理逆变器是将直流电能转换为交流电能的装置，其工作原理是通过周期性开关功率器件，改变直流电源的极性和电流方向，使其输出交流电压。

在逆变器中，开关器件的控制与驱动是关键步骤。

2.2 逆变器分类逆变器按照交流输出波形可分为方波逆变器、脉宽调制（PWM）逆变器以及多电平逆变器等。

本文所设计的大功率三相三电平逆变系统属于多电平逆变器。

第三章三相三电平逆变系统工作原理3.1 三相三电平逆变系统结构三相三电平逆变系统由直流供电部分、逆变部分和控制调节部分组成。

其中，直流供电部分提供逆变器所需的直流输入电源，逆变部分将直流输入转换为交流输出，控制调节部分通过控制算法实现对逆变系统的控制和调节。

3.2 三相三电平逆变工作原理三相三电平逆变系统通过采用三相桥臂的方式，控制三个桥臂的开关状态，实现相应的电平输出。

采用多电平逆变技术可以提高系统的输出波形质量，减小谐波含量。

第四章基于DSP的控制算法设计针对三相三电平逆变系统，本文设计了基于DSP的控制算法。

三电平逆变器中点电位平衡电路的设计与仿真概要

收稿日期:2004-02-24作者简介:陶生桂(1940-,男,江苏常熟人,教授,博士生导师.E2mail:hb9139@三电平逆变器中点电位平衡电路的设计与仿真陶生桂,龚熙国,袁登科(同济大学沪西校区电气工程系,上海 200331摘要:多电平逆变器在中高压大功率场合得到了广泛的研究和应用.二极管中点箝位三电平逆变器是一种简单实用的多电平逆变器,但是三电平逆变器直流侧中点电位偏移问题影响着逆变器及其电机调速系统的可靠性.为此提出了一种用于三电平逆变器中点电位平衡的硬件电路,详细介绍了其工作原理以及参数设定,并用Matlab/Simulink 仿真工具对系统进行了研究,给出了较好的仿真结果.关键词:三电平逆变器;中点电位平衡;二极管箝位中图分类号:TM 464 文献标识码:A 文章编号:0253-374X(200503-0395-05Design and Simulation of Nove l Circuit for Neutral 2PointVoltage Balance in Three 2Level InverterTAO Sheng 2gui,GON G Xi 2guo,YUAN Deng 2ke(Department of Electrical Engineering,Tong ji University West Campu s,Shanghai 200331,ChinaA bstract :The multilevel inverter has been studied and used widely in high power applications for medium or high voltage.Diode 2clamped three 2level inverter is a simple and practical kind of inverter.But the deviation of neutral point voltage is one of the keyaspects that affects the reliability of the three 2level inverter and its electric drive system.T his paper presents a novel circuit for neutral 2point voltage balance in the three 2level inverter.The operation principle and parameters setting are analyzed indetail.Simulation results based on Matlab/Simulink are supplied to confirm the validity of the pro 2posed circuit.Key words :three 2level inverter;neutral 2point voltage balancing;diode 2clamped近几年来,多电平逆变器成为人们研究的热点课题.三电平逆变器是多电平逆变器中最简单又最实用的一种电路.三电平逆变器与传统的两电平逆变器相比较,主要优点是:器件具有2倍的正向阻断电压能力,并能减少谐波和降低开关频率,从而使系统损耗减小,使低压开关器件可以应用于高压变换器中[1].但是三电平逆变器控制策略复杂,并要考虑中点电位平衡的问题.若逆变器直流母线上串联的2个电容的中点电压出现偏移,将引起三电平逆变器输出电压波形发生畸变而增大谐波及损耗[2].抑制三电平逆变器中点电位偏移的方法有硬件和软件两类.从软件出发将会增加控制的复杂性.笔者提出了一种抑制三电平逆变器中点电位偏移的硬件电路的实现方法.详细介绍了其工作原理和电路设计,第33卷第3期2005年3月同济大学学报(自然科学版JO U RNAL O F TONGJI U NIV ERS ITY(N ATURAL SCIENCEVol.33No.3 Mar.2005并用美国MATH Works 公司推出的交互式仿真软件Matlab/Simulink 进行了研究,给出了较好的仿真结果.1 三电平逆变器及中点电位偏移原理三电平逆变器主电路结构如图1所示.其中V X1~V X4分别为X(X=A,B,C相上的电力电子器件绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT;D X1~D X4为与其反并联的续流二极管;D X 5,D X 6为相应各相的箝位二极管;P,N 为直流侧正、负电压母线;O 为中性点;C 1,C 2为直流侧的分压电容;U A ~U C 为逆变器的三相输出电压;U dc 为直流侧电压;i C1和i C2分别为流经C 1和C 2的电流;i NP 为流经中性点的电流.以X 相为例说明三电平逆变器的工作原理为:V X1和V X2导通时X 相输出正电平;V X3和V X 4导通时,X 相输出负电平;V X 2和V X3导通时,X 相输出零电平.因此,逆变器交流侧每相输出电压相对于直流侧电压有三种取值的可能,这正是三电平逆变器名称的由来.图1 绝缘栅双极型晶体管IGBT 三电平逆变器主电路原理图Fig.1 Main cir cuit schematic of insulated gate bipolartransistor thr ee 2level inverter三电平逆变器运行中会存在一个问题,即中点电位偏移,这是由于在直流侧中性点存在着流入或流出的中点电流i NP ,如图1所示.当某一相上输出为零电压时(V X2,V X 3管导通,中点电流使得直流侧电容分压产生失衡:当i NP 流出中点时,对C 1充电;当i NP 流入中点时,对C 2充电,若C 1,C 2的充放电过程不均衡,则中点电位就要发生偏移.由此可见,i C1X i C2或i NP X 0是产生中点电位偏移的必要条件,而零电压在此过程中起了重要影响.2 中点电位平衡电路设计及其工作原理笔者提出的中点电位平衡电路的主电路如图2所示.电路中T 1,T 2,T 3为IGBT 管,D 1,D 2为续流二极管,L 1,L 2为储能电感,C 1,C 2为分压电容.与普通抑制电路相比,该电路增加了一个IGBT 管T 3,通过控制T 3管的导通与关断,可以抑制直流侧电压U dc 不变情况下C 1,C 2端的电压变化,即使U dc 降低,该电路也能有效抑制中点电位的偏移.图2 中点电位平衡电路主电路Fig.2 Main cir cuit schematic of the neutr al 2pointvoltage ba lancing2.1 U dc 保持不变情形下的中点电位的平衡若U dc 保持不变,则U dc =U C1+U C2为常数,U C1增加必然导致U C2下降,同样U C1下降必然使U C2增加,因此可以通过调整直流侧两个分立电容的电压来平衡中点电位.为实现这一目标,使T 3始终处于导通状态,此时的等效电路如图3所示.图3 T 3导通时的等效电路图Fig .3 Equiv a lent cir cuit when T 3turns on这一电路由Boost 和Buck 变换器组成.T 1,D 1,L 1和C 2构成Buck 变换器;T 2,D 2,L 2和C 1构成Boost 变换器.电路的工作模式相应地分为Buck 变换模式和Boost 变换模式.这两种变换模式的工作状态应当互补.当U C1>U C2时,Buck 变换电路(T 1,D 1,L 1,C 2开始工作,与此同时,Boost 变换电路停止工作.Buck 变换模式中,是通过调整C 2两端的电压实现抑制中点电位偏移的.当T 1导通时,一方面在U dc 作用下,电流流经T 1,L 1,C 2,另一方面396同济大学学报(自然科学版第33卷电容C 1上的电压U C1经T 1与L 1构成回路,均使电感L 1储能;当T 1关断时,经C 2,D 1,L 1的回路将储存在L 1中的电能转换到C 2中,电容C 2充电,其上电压增大,直到C 1与C 2上的电压平衡.当U C2>U C1时,Buck 变换器不再工作,Boost 变换电路开始工作.由于U C2>U C1,C 2中的能量将间接转移到C 1中.当T 2导通时,一方面C 2上的电压U C2经L 2,T 2放电,能量存储在L 2中,另一方面U dc 经C 1和C 2重新分配电压;当T 2关断时,二极管D 2导通,存储在L 2中的能量通过D 2转移到C 1中.这样,在Boost 变换模式中,通过调整C 1两端的电压就可以抑制中点电位的偏移,直到U C1=U C2.2.2 直流侧电压U dc 降低情形下的中点电位的平衡当输入电源发生脉动导致U dc 减小至低于电压保护设定值时,图2所示电路中的T 3管关断,此时的等效电路如图4所示.Boost 和Buck 变换器同时工作,不仅使C 1,C 2上的电压平衡,而且使它们的电压之和等于所设定的U dc 值.Buck 变换器调整电容C 2两端的电压.T 1导通时,从U dc 流出的电流流经T 1,L 1,C 2,使L 1储能;T 1关断时,L 1中的能量转换到C 2中.与此同时,Boost 变换器将能量从C 2转换到C 1中,调整C 1两端的电压,其工作过程与上述Boost 变换模式相同.图4 T 3关断时的等效电路图Fig.4 Equivalent cir cuit when T 3tur ns off3 电路参数的设计3.1 开关功率管的设计文献[3]中已经证明:中点电流最大值近似等于逆变器的输出电流.笔者提出的平衡电路,中点电流最大值出现在T 1导通、储能电感L 1中电流线性增加过程中或出现在T 2导通、电流流经C 2对L 2储能的过程中.因此即使在中点电位偏移最大情形即中点电流最大时,流经T 1,T 2的电流应当与流过三电平逆变器中开关器件的电流值是相等的.另外不难看出,T 1,T 2的耐压值应当是三电平逆变器中开关器件耐压值的2倍.3.2 分压电容的设计每个分压电容承受直流侧电压的一半,因此对电容要求应当是电容的内压大于U dc /2的电解电容.为简单起见,完全可以将C 1,C 2设计为标称值相等的电容C ,由三电平逆变器的工作过程容易推出电容C 的计算公式为C =I NP max 2X NP U NPR(1式中:I NP max 为流经中点的电流最大值;X NP 为中点电位波动频率;U NPR 为中点电压变化的最大值.若设三电平逆变器三相输出电压电流的相位角为H 、调制深度为M 、输出角频率为X 、输出电流有效值为I ,则中点电位的偏移值U NP 可以计算出来,中点电压变化的最大值U NPR 也就很容易确定了.前已叙述,中点电流最大值近似等于逆变器的输出电流,因此流经中点的电流最大值I NP max 为I NP max =2I(2一般说,中点电位波动频率X NP 为逆变器输出频率X 的3倍,即X NP =3X(3结合式(1,(2,(3,容易计算出电容C 的内压.可以看出:电容的大小不仅与中点电流的最大值有关,还与中点电压波纹大小及中点电压频率有关.3.3 储能电感的设计在Buck 变换模式中,流过储能电感L 1的电流不能发生突变,只能近似线性地上升或下降.设开关周期为T ,开关管T 1导通时间为t on ,截止时间为t off ,占空比为k =t on /T .在开关管T 1导通时,忽略其饱和导通管压降,则L 1两端电压为U L1=U dc -U C2(4又U L1=L 1$I L1max /t on(5式中:$I L1max 为T 1导通期间储能电感L 1中流过电流增加量的最大值.由式(1,(2可解得L 1=U L1t on /$I L1max =(U dc -U C2t on /$I L1max(6T 1关断时,U C2=L 1$I c L1max /t off(7式中:$I c L1max 为T 1关断期间L 1中流过电流减小量的最大值.由$I L1max =$I c L1max ,可得397 第3期陶生桂,等:三电平逆变器中点电位平衡电路的设计与仿真U C2=kU dc(8将式(5代入式(3得L 1=1-kk U C2t on $I L1ma x =(U dc -U C2U C2T /U dc $I L1max =(U dc -U C1U C1T /U dc $I L1max(9在Boost 变换模式中,根据同样的道理.可得L 2的计算公式.为方便起见,同样可以将L 1,L 2设计为相同标称值的电感.3.4 开关频率及占空比的设计平衡电路的开关频率不能低于逆变器主电路开关频率,否则抑制中点电位偏移的效果将不明显.但是若平衡电路开关频率过高,则不仅使器件损耗增大,而且还会对主电路产生不利影响,干扰主电路的正常工作.一般取平衡电路的开关频率为逆变器主电路开关频率的2~4倍.占空比的设计应当满足使得在T 1动作的Buck 模式中,储能电感L 1中的能量完全转换到C 1中;在T 2动作的Boost 模式中,L 2中的能量完全转换到C 1中,因此占空比一般可以设计为40%~60%.4 建模仿真及其分析笔者在Matlab/Simulink 环境下建立了系统仿真模型,其中主要包括三电平逆变器和中点电位平衡电路的数字化仿真模型,分别如图5a 和b 所示.仿真模型中引入了时钟(Clock、正弦波(Sin Wave等信号源模块以及增益(K 、积分运算1/s 和微分d u /d t 等运算模块.数字仿真模型更多地使用了数字逻辑模块,完成诸如或(OR、非(NOT 和异或(NOR等逻辑运算.>=模块是一个关系运算模块,Selector 为一个选路器模块,eps 模块是一个设定值误差.大量复杂的运算是通过函数计算模块(Fcn来完成的.在图a 中,由信号源组合产生的控制信号通过一系列函数运算最终输出三电平逆变器的三相电压U A ,U B ,U C .在图b 中,输入为中性点电流和开关控制信号Sw1,Sw2,输出为U C1,U C2. 仿真参数为:三电平逆变器直流侧输入电压为530V,输出频率为10H z,采用双三角波(SPWM调制.控制电路中分压电容值为3300L F,储能电感值为3mH,开关频率为2kH z,占空比为50%.三相对称负载等效为58的纯阻性负载.图6给出了仿真波形.从仿真结果来看,应用该硬件电路来抑制2个串联电容中点电位偏移,能获得良好的效果.5 结论(1在多电平逆变器中,该方案为电容电压分配均匀提供了很好的参考方案.(2对低电压系统的性能改进是可加以考虑的方案,对高压大容量场合,要从系统出发,仔细核算其性价比.398同济大学学报(自然科学版第33卷图5 基于Matla b/Simulink 的仿真模型Fig.5 Simula tion models based on Matla b/Simulink图6 仿真波形Fig.6 Simulation waveforms参考文献:[1] Jouanne A,Shaoan Dai,H aoran Zhang.A multilevel inverter ap 2proach providi ng DC 2link balancing,ride 2through enhanment,and common 2mode voltage elimination [J ].IEEE Transactions on In 2dustrial Electronics,2002,8(4:739-745.[2] 邵丙衡.电力电子技术[M ].北京:中国铁道出版社,1997.SHAO Bing 2h eng.Power electronics technology[M].B eiji ng:Ch i 2nese Railway Publication,1997.[3] Pressman A I.Swi tching power supply desi gn [M ].New York: McGraw 2Hill,1998.(编辑:杨家琪399 第3期陶生桂,等:三电平逆变器中点电位平衡电路的设计与仿真。

三电平逆变器控制系统软件设计

三电平逆变器控制系统软件设计1.引言2.功能需求分析根据三电平逆变器的工作原理和性能要求，我们对控制系统的功能进行了需求分析，主要包括以下几个方面：2.1信号采集与处理控制系统需要从多个传感器中采集输入信号，包括电流、电压、温度等参数。

采集到的信号需要进行处理，并送入控制算法进行进一步的分析和计算。

2.2控制算法设计三电平逆变器的控制算法包括电流控制、电压控制以及并网控制等。

在电流控制方面，常用的方法有PI控制和模型预测控制等；在电压控制方面，可以采用PWM调制技术进行控制；并网控制方面可以采用功率因数控制和谐波抑制控制等。

控制算法设计需要结合具体的应用场景和性能要求。

2.3驱动与保护控制系统需要对逆变器中的功率开关管进行驱动，以实现逆变器的正常运行。

同时，控制系统还需要对逆变器进行保护，监测逆变器的工作状态和温度，当发生故障或异常情况时，及时采取保护措施，以确保逆变器和整个系统的安全运行。

2.4数据存储与通信控制系统需要将采集到的信号和计算结果进行存储，以备后续的分析和故障诊断。

同时，控制系统还需要支持远程通信功能，以方便对逆变器进行远程监控和调试。

3.总体架构设计控制系统由三个主要部分组成：信号采集与处理模块、控制算法模块和驱动与保护模块。

其中，信号采集与处理模块负责从传感器中采集输入信号，并进行预处理；控制算法模块负责根据输入信号进行控制算法的计算和控制决策；驱动与保护模块负责对逆变器进行驱动和保护。

同时，控制系统还需要具备数据存储和通信功能，以支持数据的存储和远程监控。

数据存储模块负责对采集到的信号和计算结果进行存储；通信模块负责与上位机或其他设备进行通信，实现远程监控和控制。

4.控制算法设计根据三电平逆变器的工作原理和性能要求，我们设计了一套完整的控制算法，包括电流控制、电压控制和并网控制等。

在电流控制方面，我们采用了PI控制算法进行实时控制；在电压控制方面，我们采用了PWM调制技术进行实时控制；在并网控制方面，我们采用了功率因数控制和谐波抑制控制等算法进行实时控制。

三电平逆变器的设计

三电平逆变器的设计三电平逆变器的设计包括拓扑结构和控制策略两个方面。

首先，我们需要选择适当的拓扑结构。

常见的三电平逆变器拓扑结构包括NPC （Neutral-Point Clamped）和T-type（也称为Flying Capacitor）。

1.NPC逆变器：该拓扑结构是最常用的三电平逆变器拓扑，它包括两个单元级别的电压源逆变器和一个中性点夹紧电路。

中性点夹紧电路用于夹紧中性点电位，使其保持在一个固定的电位上。

这样可以实现更高的输出电压质量和更低的谐波失真。

2.T型逆变器：该拓扑结构由四个开关器件和三个电容器组成。

通过控制电容器的充放电过程可以实现三个不同的输出电压水平。

与NPC逆变器相比，T型逆变器具有更低的开关损耗和更简单的控制策略。

除了拓扑结构，逆变器还需要设计相应的控制策略来实现稳定的输出电压波形。

常见的控制策略包括脉宽调制（PWM）和无功功率控制（Q- control）。

1.PWM控制：该控制策略通过调节开关器件的通断时间来控制输出电压的幅值和频率。

具体来说，PWM控制策略将输入直流电压转换为一系列脉冲信号，通过改变脉冲信号的宽度和周期来调节输出电压的幅值和频率。

通过合理设计PWM调制器的参数和采样周期，可以实现稳定的输出电压波形。

2.Q-控制：该控制策略用于调节无功功率输出。

当电网电压发生波动时，Q-控制策略可以自动调节逆变器的工作状态，以保持稳定的无功功率输出。

通过监测电网电压和逆变器输出电流的相位差，并根据设定的无功功率输出要求，Q-控制器可以自动调节逆变器的开关器件，以实现稳定的无功功率控制。

在设计过程中，还需要考虑逆变器的功率损耗、热管理、故障保护等方面。

合理选择功率开关器件、电容器和电感器的参数，并采取适当的散热措施，可以有效降低逆变器的功率损耗和提高系统的可靠性。

总结起来，三电平逆变器的设计涉及拓扑结构选择、控制策略设计和其他相关方面的考虑。

通过合理的设计和优化，可以实现高效率、高质量的电能转换和稳定的电能供应。

三电平逆变器设计

U A0 U m sin t 2 U B0 U m sin(t ) 3 U U sin(t 4 ) C0 m 3
11
基于三电平的光伏发电系统逆变器研究
Study of the Inverter of PV power generation system Based on Three-Level
C2
(e)
(f)
10
基于三电平的光伏发电系统逆变器研究
Study of the Inverter of PV power generation system Based on Three-Level

SVPWM算法的原理
空间电压矢量调制法(SVPWM) 是从以三相对称正弦波电压供电时交流电动机的理想磁通圆为基准，用逆变器不同的开关模式所产生实际磁通去逼近基准圆磁通即通过交替使用不同的电压空间矢量实现磁链的轨迹，由它们比较的结果决定逆变器的开关，形成PWM波形。
Study of the Inverter of PV power generation system Based on Three-Level
SVPWM算法实现步骤
（1）参考矢量所在扇区判断

V
Vref

V
三电平空间电压矢量图中，参考矢量Vref 是以角速度ω旋转的一个圆形轨迹。对于任一个Vref，只需知道Vref的幅值和相角，就能判断出Vref处于哪个区域，然后选择最近三矢量替代与合成即可。
4
基于三电平的光伏发电系统逆变器研究
Study of the Inverter of PV power generation system Based on Three-Level

三电平T型并网逆变器设计

三电平T型并网逆变器设计哈尔滨工业大学工学硕士学位论文目录摘要 .......................................................................................................................... . (I)ABSTRACT ......................................................................................................... .......... II 第1章绪论 .. (1)1.1课题研究的背景和意义 (1)1.2三电平逆变电路的发展现状 (1)1.2.1 二极管中点钳位型逆变器 (2)1.2.2 飞跨电容钳位型逆变器 (2)1.2.3T型拓扑结构逆变器 (3)1.3三电平光伏并网逆变器主要技术研究现状 (4)1.3.1 三电平逆变器调制方式 (4)1.3.2 中点电压平衡策略研究现状 (5)1.3.3 锁相环技术的研究现状 (5)1.3.4 电网不平衡时控制策略的研究现状 (6)1.4本文主要研究的内容 (6)第2章直流侧中性点电压不平衡控制策略 (8)2.1引言 (8)2.2空间矢量脉宽调制方式 (8)2.2.1 最近三矢量法SVPWM调制方式 (8)2.2.2 简化SVPWM调制方式 (10)2.3中点电压不平衡产生原因 (11)2.3中点电压不平衡抑制策略 (13)2.4仿真验证 (14)2.4.1 简化SVPWM仿真 (14)2.4.2 直流侧中性点不平衡控制策略仿真 (16)2.5本章小结 (16)第3章三相逆变器锁相环的设计 (18)3.1引言 (18)3.2电网电压不平衡下SRF-PLL的分析 (18)3.2.1基于同步坐标系三相锁相环 (18)3.2.1电网电压不平衡及谐波畸变对SRF-PLL的影响 (19) 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文3.3针对电网电压畸变锁相环的设计 (21)3.3.1 解耦双同步参考坐标系锁相环 (21)3.3.2 基于双二阶广义积分的锁相环 (22)3.3.2 基于自适应陷波器的锁相环 (23)3.3.3 电网谐波畸变时锁相环的改进 (26)3.4仿真分析 (26)3.4.1 电网电压不平衡或谐波畸变情况下SRF-PLL仿真 (26) 3.4.2 几种锁相环的仿真比较 (28)3.4.3 针对网测电压失调时改进PLL仿真分析 (28)3.5本章小结 (29)第4章并网控制策略 (30)4.1引言 (30)4.2电网电压平衡下并网控制策略 (30)4.2.1 电平逆变的动态数学模型 (30)4.2.2 基于电网电压定向的矢量控制 (32)4.2.3 控制环路的设计 (34)4.3电网电压不平衡下并网逆变器的控制策略 (36)4.4光伏并网系统的仿真分析 (38)4.4.1电网电压平衡时仿真分析 (38)4.4.2 电网电压不平衡系统仿真 (39)4.5本章小结 (40)第5章并网逆变系统的设计 (41)5.1引言 (41)5.2逆变器主电路的参数设计 (41)5.2.1 直流侧母线电容的设计 (41)5.2.2 功率器件的选择 (42)5.2.3LC滤波电路的设计 (42)5.3辅助电路的设计 (44)5.3.1 采样电路的设计 (44)5.3.2 漏检测电路的设计 (45)5.4实验波形分析 (46)5.4.1 漏电流检测电路实验分析 (46)5.4.2并网电流波形分析 (48)哈尔滨工业大学工学硕士学位论文5.5本章小结 (50)结论 (51)参考文献 (52)哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限 (56)致谢 (57)哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第1章绪论1.1 课题研究的背景和意义工业和经济的发展与人类利用自然资源的能力息息相关。

基于FPGA的三电平SVPWM逆变器的设计

态，而每一种开关状态对应一个电压空间矢量，因此三电
平逆变器电压空间矢量共有27个不同的矢量组成，如图5
所示。将幅值为2Ed/3的矢量定义为大矢量，如PNN、
PPN;幅值为 3Ed / 3的矢量定义为中电压矢量，如PON；
幅值为Ed/3的矢量定义为小电压矢量，如POO、ONN，
并把开关状态有P和O组成的小矢量称为正小矢量，如
3 课题主要研究内容
3.1电压型三电平逆变器整体方案论述
整流电路输入变压器
P C1
O
三电平逆变器
三相异步电动机
C2
Uin _P
N
Uin _O
电压信号电压信号
采样检测采样检测
电路
电路
12路PWM 信号
IGBT驱动电路
PWM1-PWM12
Ia , Ib, Ic
三相电流采样检测
电路
时钟、复位电路键盘、显示电路
D5 VT10 C •
A Ia Uao•
D2
D4
Ib Ubo•
Ic Uco•
O •
•
VT3
VT7
D6 VT11
Us C2
VT4
VT8
VT12
图2中点钳位三电平逆变电路拓补结构图
上图是一个中点钳位三电平逆变电路图，C1和C2是并联在输入直流电源侧的两只分压电容，C1=C2，，为直流电压源中点；D1-D6为电源中点与直流侧桥臂中点的钳位二极管。
基于FPGA的三电平SVPWM逆变器的设计
学号：姓名：导师姓名：学科、专业：所属学院：
控制工程自动化与电气工程学院
1.课题研究目的和意义本文从交流电机变频调速的领域出发，研究三电平

三电平逆变器的设计

三电平逆变器的设计摘要：多电平逆变器是近年来电力电子领域中中高压大功率应用场合研究的一个热点，这种逆变器用小容量的器件输出高容量、高质量的电能，因此在中高压变频调速、交流柔性输电系统等场合得到广泛的关注。

本文从二极管箝位型三电平的拓扑电路出发，详细分析了三电平的SVPWM原理，介绍了三电平的电压空间矢量控制策略（SVPWM），用电压空间矢量方程求解了每个扇区内四个小三角形的电压空间矢量和三电平母线箝位电压空间矢量控制策略，在母线箝位SVPWM方法中由于存在每一个小扇区中有一个开关状态保持不变，从而使得开关频率最小化。

最后仿真实验证实了这种空间矢量控制策略的特点，并将这种方法与一般的SPWM方法进行比较，发现其开关损耗小，电流畸变也小。

关键词：三电平逆变器；中点箝位三电平逆变器；母线箝位SVPWMClamp Diode-type Inverter DesignAbstract: During recent years, multilevel inverter has been widely researched in high power level application with high voltage output. Power energy with characteristic of high capacity and high quality can be achieved by this type of inverter, in which relatively small capability and low voltage switches are adopted. So this technique has been widely concentrated in such application as medium-high voltage transducer and Flexible AC Transmission SystemIn this paper, the principle of the three-level SVPWM is specified consequently based on the circuit topology of NPCTLI three-level inverter. And the three-level SVPWM is introduced, and then the voltage space vector of four small triangles in each sector is solved using the voltage space vector equation. Because a switch isn’t changed in the small triangle of each in bus clamped SVPWM, switching frequency of use makes minimum. At last, achievement of the SVPWM driving signal by using the tool of SIMULINK is discussed. The loss of switch and THD of current can be reduced compared with usual SPWM technique.Key words: Three-level Inverter; NPCTLI ，Bus Clamped Space Vector Pulse Width Modulation第一章引言电力电子学作为一门研究电能变换的理论、方法和应用的专门学科，其主要任务就是“随心所欲”的使用电能——高效率地提供任意形式和容量的电能。

三电平T型并网逆变系统设计

三电平T型并网逆变系统设计
1.引言
介绍三电平T型并网逆变系统的背景和意义，包括其在可再生能源发
电领域的应用和对电网可靠性和稳定性的影响。

2.三电平T型并网逆变系统的结构和工作原理
详细介绍三电平T型并网逆变系统的结构和工作原理，包括其主要组
成部分和工作原理。

系统的主要组成部分包括电源侧、交流侧和控制部分。

工作原理涉及系统的开关控制和逆变过程。

3.三电平T型并网逆变系统的设计目标和约束
阐述设计三电平T型并网逆变系统的目标和约束，包括系统的效率、
功率因素、电网对谐波的容忍度等。

4.设计方法和步骤
介绍设计三电平T型并网逆变系统的方法和步骤，包括电力电子器件
的选择、系统参数的设计和系统的模拟和优化。

5.系统的性能评估和分析
对设计好的三电平T型并网逆变系统进行性能评估和分析，包括系统
的效率、功率因素、电压波动和电流谐波等指标的测量和分析。

6.结论
总结全文对三电平T型并网逆变系统设计的介绍，强调其在可再生能
源发电领域的重要性和潜在应用。

引用相关领域和设计三电平T型并网逆变系统的相关文献，以便读者
进一步了解该领域。

以上仅为三电平T型并网逆变系统设计的一个大致的框架和主要内容，具体的设计过程和方案将根据实际情况和需求而定。

设计一个高效、可靠
的三电平T型并网逆变系统是一个复杂的工程，需要充分考虑电力电子器
件的选型、系统参数的设计和系统的控制策略等方面。

希望这个设计能为
读者提供指导和参考。

基于Matlab的三电平逆变器SVPWM算法设计

3
V=
2 (Va + αVb + α 2Vc )(α = e j 2π 3 ) 3
这一思想也可以用来分析三相逆变器供电时异步电机气隙中磁通矢量的运行轨迹。设此时逆变器输出端电压为 Vao ， Vbo ， Vco ，电机上的相电压为 VaN ， VbN ， VcN ，电机中性点对逆变器参考点电压为 VNo ，也就是零序电压。这里 N 为电机中性点，o 为逆变器直流侧零电位参考点，此时，前述电机的定子电压空间矢量为 Vs = 2 2 (VaN + αVbN + α 2VcN ) = (Vao + αVbo + α 2Vco ) = Vsα + jVsβ 3 3
其中， S x = 1 ，第 x 相输出电平 p； S x = 0 ，第 x 相输出电平 o，这里 x 为 a、b 或 c；，第 x 相输出电平 n。因此，三相三电平逆变器就可以输出 33 = 27 种电压状态组合，对应 27 组不同的逆变器开关状态。此时，仍定义电压空间矢量为 V 1 V (k ) = Vdc ( Sa + α Sb + α 2 Sc ) = dc [(2 Sa − Sb − Sc ) + j 3( Sb − Sc )] 3 6 则在 α − β 平面上，三电平逆变器 27 组开关状态所对应的空间矢量如图 2-1 所示。图中标出了不同开关状态组合和空间矢量的对应关系，如其中 pon 表示 a、b、c 三相输出对应的开关状态为正、零、负。另外可以看出，同一电压矢量可以对应不同的开关状态，越往内层，对应的冗余开关状态越多。从最外层的六边形向里每进一层，矢量对应的开关状态冗余度增加 1，例如最外层的长矢量及中矢量冗余度为 1，即只有一个对应的开关状态；短矢量的冗余度为 2，最里层的零矢量的冗余度为 3。因此， α − β 平面上的 27 组开关状态实际上只对应着 19 个空间矢量，这些矢量被称为三电平逆变器的基本空间矢量，简称

T型三电平逆变器课程设计.

摘要三相三电平逆变器具有输出电压谐波小，/dv dt小，EMI小等优点，是高压大功率逆变器应用领域的研究热点，三相二极管中点箝位型三电平逆变器是三相三电平逆变器的一种主要拓扑，已经得到了广泛的应用。

三相T型三电平逆变器，是基于三相二极管中点箝位型三电平逆变器的一种改进拓扑。

这种逆变器中，每个桥臂通过反向串联的开关管实现中点箝位功能，是逆变器输出电压有三种电平。

该拓扑比三相二极管中点箝位型三电平拓扑结构每相减少了两个箝位二极管，可以降低损耗并且减少逆变器体积，是一种很有发展前景的拓扑。

本设计采用正弦脉宽调制（SPWM），本文介绍了三相T型三电平逆变器的设计，介绍其结构和基本工作原理，及SPWM控制法的原理，并利用SPWM控制的方法对三电平逆变器进行设计与仿真。

本设计采用SIMULINK对T型三电平逆变电路建立模型，并进行仿真。

关键词： T型三电平逆变器、正弦脉宽调制、SIMULINK仿真目录第一章绪论 (6)1.1研究背景及意义 ..1.2三电平逆变器拓扑分类第一章 T型三电平逆变器工作原理分析 (6)1.1逆变器的结构1.2本章小结第二章正弦脉波调制（SPWM） (7)3.1 PWM与SPWM的工作原理3.2三电平逆变电路SPWM的实现3.3本章小结第三章电路仿真与参数计算 (10)4.1逆变器的基本要求4.2电路图4.3调制电路4.4L-C滤波电路4.5结果分析第四章课程设计小结 (14)参考文献 (15)第一章绪论1.1 研究背景及意义近年来，随着经济的飞速发展，人类对能源的需求也大幅度增加，而传统能源面临着枯竭的危机。

在这种情况下，我们不得不加速开发新型能源。

各国的专家致力于新能源的开发与利用，光伏发电、风力发电、生物发电等各种新型发电技术已经得到了一定的应用，并且正在蓬勃的发展，尤其是光伏发电，因其成本低、稳定性较好，控制简单等优点，在各国得到了广泛的应用。

受地区气象条件的影响，太阳能光伏电池板输出的直流电压极不稳定，而且电压幅值低，容量小。