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基于准Z源有源功率解耦的改进调制策略

2021-04-23

电气传动 2021年8期

(四川大学电气工程学院,四川 成都 610065)

近年来,分布式发电系统发展迅速。与传统集中式发电系统相比,有距离用户更近,发电灵活性更高等特点[1]。而单相逆变器可靠性高,配置灵活,成本较低,使其非常适合于应用在分布式发电系统中。但如何提高单相逆变器的运行效率、改进并网控制策略、减小体积,是单相逆变器分布式光伏发电系统迫切需要解决的问题。

准Z源变流器(quasi-Z-source inverter,qZSI)具有诸多优点:可在单级变换结构中同时实现DC-DC和DC-AC变换;无需加入死区时间故不会造成输出波形畸变,可靠性高。基于上述优点,准Z源逆变器被应用于新能源发电系统、交流调速、电动汽车中。但准Z源网络拓扑存在一些缺陷,例如所需电容电感过大,这造成了准Z源体积大,成本高的问题[2],这些问题在单相系统中尤为突出,因为直流侧和交流侧的瞬时功率不相等,变流器的直流侧总会出现二倍工频(2ω)功率脉动,使直流链电压不稳定。该脉动不仅使准Z源网络中电流、电压瞬时值增大,还可能导致一些磁性元件饱和,在光伏应用中会带来MPPT效率下降等问题[2],所以为了抑制2ω脉动,传统准Z源网络参数通常取得较大[3],这将进一步导致准Z源体积过大,功率密度下降,限制了其在工业界的应用。因此抑制2ω脉动,减小单相准Z源体积与成本,提高其运行效率就颇为重要。

近年来,为了抑制2ω功率脉动,国内外学者进行了大量研究,提出了多种新型解决方案,其中有源功率解耦(active power decoupling,APD)方法因其效率高,功率密度高而得到广泛应用[4-7]。……

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