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《單相z-q―z源逆變器的無差拍并網(wǎng)控制策略》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、單相Z/Q―Z源逆變器的無差拍并網(wǎng)控制策略摘要：為了提高Z/Q-Z源逆變器效率、輸出電流質(zhì)量，減小并網(wǎng)電流諧波畸變率，將無差拍并網(wǎng)電流控制策略應(yīng)用到Z/Q-Z源逆變器中。采用無差拍算法對Z/Q-Z源逆變器進(jìn)行并網(wǎng)控制，并網(wǎng)電流能夠快速跟蹤參考電流，實(shí)現(xiàn)逆變器單功率因數(shù)運(yùn)行，以及逆變器的數(shù)字化控制。建立Z/Q-Z源并網(wǎng)逆變器仿真模型，并對Z/Q-Z源逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，證明采用無差拍算法并網(wǎng)控制策略的正確性與可行性。仿真結(jié)果表明：并網(wǎng)電流總諧波畸變率小于1%，提高了并網(wǎng)電流質(zhì)量，且Q-Z源
2、逆變器比Z逆變器網(wǎng)絡(luò)中電容電壓值減小半個數(shù)量級。另對Z/Q-Z源逆變器進(jìn)行軟啟動控制仿真分析，軟啟動可以有效解決Z源電容電壓、逆變橋電壓的啟動沖擊等問題。中國8/vie 關(guān)鍵詞：無差拍控制；單相并網(wǎng)；Z/Q-Z源逆變器；軟啟動 中圖分類號：TM464文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A：1007-2683（2017）01-0021-06 0引言 近年來，Z源逆變器的研究取得了快速發(fā)展，相關(guān)學(xué)者和工程技術(shù)人員做了大量的研究工作。從Z源逆變器的原理到控制策略再到應(yīng)用都出了大量成果，研究重點(diǎn)主要是逆變器的控制策略。
3、目前，z源逆變器控制策略有直流鏈恒壓控制、空間矢量控制、狀態(tài)反饋控制、電流滯環(huán)控制、三次諧波注入控制、間接?沃艿緦骺刂?、比?諧振控制等等?！ 〉F(xiàn)有的Z源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也存在缺陷，為實(shí)現(xiàn)升壓功能，電容電壓必須大于輸入電壓，Z源電容存在較大的啟動沖擊；Z源網(wǎng)絡(luò)電容與電源極性相反，輸入二極管的存在使得輸入電流不連續(xù)，導(dǎo)致并網(wǎng)電流畸變。為解決這些不足，提出用不同的控制策略和新型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 新型Z源逆變器中，為了提高升壓比，提出了增強(qiáng)型Z源逆變器、抽頭電感型Z源逆變器、改進(jìn)型Z源逆變器、開關(guān)耦合電
4、感準(zhǔn)Z源逆變器；為了避免輸入二極管電流不連續(xù)，避免并網(wǎng)電流發(fā)生畸變，提出了電流連續(xù)型Z源逆變器；為了減小電容電壓，抑制啟動沖擊，提出了Q-Z源逆變器。Q-Z源逆變器可以降低Z源網(wǎng)絡(luò)電容電壓，并且能抑制啟動電流，可以實(shí)現(xiàn)軟啟動等優(yōu)點(diǎn)，在太陽能等新能源并網(wǎng)發(fā)電的應(yīng)用上更具優(yōu)越性?！ ”疚牟捎脽o差拍并網(wǎng)控制策略來實(shí)現(xiàn)Z源逆變器與Q-Z源逆變器并網(wǎng)運(yùn)行。無差拍控制策略具有響應(yīng)速度快、暫態(tài)過程短等優(yōu)點(diǎn)，非常適用于易受外部多變環(huán)境影響的光伏并網(wǎng)發(fā)電。本文通過無差拍數(shù)字控制實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，有效提高并網(wǎng)電流質(zhì)量，
5、實(shí)現(xiàn)單功率輸出，提高并網(wǎng)效率?！ ?Z/Q-Z源逆變器的無差拍控制原理 1.1Z/Q-Z源逆變器控制原理 由于Z源網(wǎng)絡(luò)具有獨(dú)特的靈活性，在這幾年得到了巨大的發(fā)展，特別是在光伏發(fā)電系統(tǒng)中。為了進(jìn)一步提升Z源逆變器在新能源發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用潛力，提高經(jīng)濟(jì)效益，提出Z源電容電壓減小型Q-Z源逆變器，其單相并網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示?！ -Z源逆變器是對Z源逆變器的一種簡單改進(jìn)，不增加任何電子器件，只將二極管與逆變橋互換位置，使Z源網(wǎng)絡(luò)與逆變橋“串聯(lián)”。這樣就使Q-Z源網(wǎng)絡(luò)中電容電壓的極性與直流電源的極性相
6、同，從而有效減小了Z源電容電壓應(yīng)力，大幅度降低Z源儲能網(wǎng)絡(luò)電容電壓，再加以合適軟啟動控制策略，即可以有效抑制啟動時電流對開關(guān)管、電容的沖擊?！ -Z源網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)分為直通、非直通兩種工作狀態(tài)，設(shè)開關(guān)管的開關(guān)周期為Ts，直通占空比為d0，直通時間為T0，非直通時間為T1，且滿足Ts=T0+T1。 穩(wěn)定狀態(tài)，根據(jù)Z源電感的伏秒特性，電感的平均電壓必然為零得 （1） Q-Z源電容電壓VC由式（1）可得 ?。?） 而z源電容電壓VC0為 ?。?） （3） Q-Z源逆變橋母線電壓VFB用Vd
7、、VC表示，聯(lián)立式（1）和式（2）得 ?。?） 而Z源逆變橋母線電壓VFB用VC表示為 ?。?） 無差拍控制算法是一種數(shù)字控制方法，具有動態(tài)響應(yīng)快、暫態(tài)過程短等優(yōu)點(diǎn)，其基本思想是，根據(jù)逆變器的狀態(tài)方程和輸出反饋信號來預(yù)測下一個周期的脈沖寬度。 逆變工作時（非直通狀態(tài)），Z/Q-Z源逆變器的逆變部分原理如圖2所示，其輸入為逆變橋母線電壓VFB，輸出采用電流控制方式。通過控制逆變橋輸出并網(wǎng)電流實(shí)時跟蹤電網(wǎng)電壓的頻率和相位，實(shí)現(xiàn)單功率并網(wǎng)運(yùn)行的目的，從而大大提升逆變器的效率。逆變橋母線電壓VFB
8、是由新能源發(fā)出的直流電經(jīng)Z/Q-Z源升壓得到，VFB直接決定并網(wǎng)電能的質(zhì)量.濾波電感Lac用于濾除并網(wǎng)電流和電壓的高頻諧波，減小諧波畸變率，提高并網(wǎng)電能質(zhì)量。因此，Q-Z源比Z源逆變器多一個采樣電壓，硬件設(shè)計(jì)中，多增加一個傳感器來采集直流輸入電壓，增加了Q-Z源逆變器的成本。Q-Z源與Z源網(wǎng)絡(luò)中電容電壓極性相反，采集電容電壓時，傳感器需要反相連接。 2Z/Q-Z源并網(wǎng)逆變器仿真對比分析 由于外界環(huán)境變化緩慢，最大功率點(diǎn)的擾動時間相對工頻周期要長很多，可以認(rèn)為分布式新能源的輸出功率在這段時間內(nèi)
