研究目的
提出并比较三种级联多电平逆变器拓扑结构,用于具有分布式最大功率点跟踪的并网光伏系统,以提高电能质量和效率。
研究成果
提出的三种级联多电平逆变器拓扑结构通过分布式最大功率点跟踪有效提升了电网电能质量,实现了单位功率因数和可接受的谐波畸变率。配置B(带电感器的电压源逆变器)效率更高,而配置C(带耦合变压器的电压源逆变器)虽谐波畸变率最低,但因变压器损耗导致效率最差。仿真与实验结果均验证了这些拓扑结构在并网光伏系统中的可靠性和有效性。
研究不足
该研究仅限于特定的逆变器拓扑结构和控制方案;扩展至更大系统可能会增加复杂性和成本。实验装置为简化起见使用了较少数量的???,可能无法完全代表大规模应用。效率和总谐波失真(THD)的改善取决于所选参数和条件。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用SIMULINK设计并仿真三种多电平逆变器拓扑(级联H桥、带电感器的VSI、带耦合变压器的VSI),随后进行实验实施。应用扰动观测法的分布式MPPT技术,每个光伏??榱佣懒?uk变换器以实现最优性能。
2:样本选择与数据来源:
仿真使用18个光伏??椋ú问?)。实验设置因简化需求减少??槭浚ü剐虯用6个,B和C各用3个)。数据源自仿真输出与实验测量。
3:实验设备与材料清单:
光伏???、直流-直流隔离?uk变换器、IGBT、电感器、耦合变压器、电容器、电网接口电感器、MicroLabBox数据采集系统(dSPACE DS1202型号)、霍尔效应电流传感器(LTS 25-NP型号)及示波器。
4:实验流程与操作步骤:
通过SIMULINK仿真生成开关脉冲并分析性能;实验包括搭建拓扑结构、经接口电感器并网、使用MicroLabBox控制与采集数据、通过传感器和示波器测量电压电流。
5:数据分析方法:
分析电压/电流总谐波畸变率(THD)、效率对比、基于FFT的谐波频谱及通过相位对齐验证功率因数。
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获取完整内容-
MicroLabBox
DS1202
dSPACE
Data acquisition and control system for generating switching pulses and implementing the control schemes in experiments.
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Hall-Effect current sensor
LTS 25-NP
Not specified in paper
Measuring three-phase grid currents in experimental setups.
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SIMULINK
MathWorks
Simulation environment for designing and analyzing the inverter topologies and control schemes.
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DC-DC isolated ?uk converter
Not specified in paper
Used for maximum power point tracking and voltage amplification for each PV module, providing galvanic isolation.
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IGBT
Not specified in paper
Switching devices in the inverter topologies for power conversion.
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