基于光伏发电的改进型Z源逆变器

随着Z源拓扑结构的不断改进,出现了阻抗网络中带有有源开关器件的结构,但其输出电压增益较低且调制范围有限.提出了具有高升压能力的耦合型开关准Z源逆变器,并加入耦合电感来消除输入电流纹波.针对有源开关器件的控制,提出改进型空间矢量脉宽调制(SVPWM)直通调制法,通过调节开关调制数i可以以较小的直通占空比获得更高的输出电压...     

基于无扇区判断的SVPWM控制Z源逆变器的研究

主要研究的是SVPWM控制技术在三相Z源逆变器中的应用,并分析了在不同的直通占空比下逆变输出的电压大小情况。采用新型的SVPWM算法,无需复杂的坐标变换和扇区判断。在MATLAB/Simulink中对其进行分析和仿真实验,结果证明理论的正确性。     

准Z源逆变器SVPWM直通调制策略改进

基于SVPWM直通调制策略的准Z源逆变器应用越来越广泛,可实现在同等电压增益下调制度达到最大,从而减小开关器件的电压应力.直通零矢量六分段SVPWM调制策略对零矢量时间的利用率较低,只能达到75％,因此提出直通零矢量八分段的SVPWM调制策略,以最大程度利用零矢量的时间,理论利用率达到100％,在此基础上不增加开关频率...     

减小Z源逆变器电流电压应力的改进拓扑

在许多运用场合,特别是大功率和轻载条件下,Z源逆变器电流应力较大,调制系数与直通时间存在约束关系。为了缓和以上矛盾,经过分析,运用将Z源逆变器串联,H桥级联,附加分流管等方法构建了改进拓扑。通过MATLAB/SIMULINK软件对各种拓扑结构进行了仿真验证,证明了以上几种改进拓扑能大大减小Z源逆变器的电流和电压应力。     

增强型Z源逆变器

Z源逆变器利用特殊的X型LC网络实现升降压功能,同桥臂允许直通,提高了逆变器的可靠性.但传统Z源逆变器的升压能力有限,不适用于需要高升压增益的场合.提出一种增强型Z源逆变器拓扑,其具有以下优点:显著增强了逆变器的升压能力,扩大了Z源逆变器的应用场合;实现高调制因子,提高整个逆变器输出的电能质量;有效地降低Z源网络电容的电压应力,有助于减小系统的体积和成本.对增强型拓扑进行了稳态分析,仿真和实验结果验证了该逆变器拓扑的特点.     

改进型Z源逆变器

针对传统Z源逆变器的直流升压因子较小、启动冲击严重、直流侧的电压利用率较低等缺点,提出了一种改进型的Z源逆变器拓扑.在传统拓扑中加入一个电感和一个全控开关,提高了直流升压因子,利用该电感上的电流不能突变的特性,使得启动时阻抗网络上的电容的冲击电流大幅减小,从而不需要采用软启动策略;同时该拓扑还保证了输入电流连续,减小了...     

改进型开关电感准Z源逆变器

为克服传统 Z 源逆变器的不足,提出了一种改进型开关电感准 Z 源逆变器,用自举电容代替了传统开关电感中的一个二极管。与前人提出的拓扑相比,改进型拓扑不但提高了升压能力,保证了输出波形的质量,而且使电容及开关器件的电压应力得到了降低,同时也减小了电感电流的脉动。对改进型拓扑结构进行了理论分析,仿真及实验结果验证了该拓扑的可行性。     

抽头电感准Z源逆变器

提出一种高升压比的单级升压逆变器,它在传统准Z源逆变器拓扑中引入抽头电感无源网络,因此称为"抽头电感准Z源逆变器"(tapped inductor quasi-Z-source inverter,TL-qZSI)。该抽头电感无源网络包括一个抽头电感和两个二极管,替代了原准Z源逆变器中的一个电感。类似于抽头电感Z源逆变器(tapped inductor Z-source inverter,TL-ZSI),所提出的逆变器也能提供高升压能力,但比TL-ZSI略低些。分析电路的工作机理、升压能力和控制策略,讨论设计上的考虑。最后通过基于简单升压控制方法的实验结果验证该拓扑的实际性能。     

Z源逆变器

传统电压源逆变器和电流源逆变器有着一些不足之处,一种新型的逆变器—Z源逆变器的出现,解决了传统逆变器的不足。本文介绍了Z源逆变器的提出背景,并详细阐述了Z源逆变器电路结构和工作原理,最后说明了其优点及发展前景。     

改进型准Z源三电平逆变器建模分析

针对传统Z源逆变器(Z-source inverter,ZSI)电容电压应力大和升压能力不足等缺陷,提出了一种改进型准Z源逆变器(quasi ZSI,QZSI)拓扑结构.首先,对改进型Z源三电平逆变器的稳态工作原理进行深入分析,得到直流链输出电压和电容电压表达式,并与传统Z源三电平逆变器进行对比.理论推导出改进型Z源网...     

Z源逆变器与传统逆变器在PV系统中比较研究

为选取合适的逆变器拓扑结构,从开关器件功率的概念出发,对3种逆变器拓扑结构在光伏发电系统中的应用进行比较.理论上计算出传统逆变器和在不同的直通状态控制下的Z源逆变器的开关器件总功率,通过Matlab软件仿真比较了3种逆变器拓扑结构中的开关器件总功率.最后给出的Simulink仿真实验证明,为在光伏发电系统设计中选择合适的拓扑结构,提供了参考与理论依据.     

Z源逆变器的研究

Z源逆变器用一个独特的阻抗网络将电源和变换电路相耦合,因而拥有常规逆变器所不具备的既能升压又能降压的特性。介绍了Z源逆变器的工作原理和运行状态,推算出Z源逆变器的升压原理。仿真结果证明了Z源逆变器的升压能力及若选取合适的阻抗网络参数可使Z源逆变器工作于所需要的状态。     

Z源/准Z源逆变器在光伏并网系统中的电容电压恒压控制策略

Z源逆变器(ZSI)/准Z源逆变器(qZSI)利用独特的阻抗源网络和直通调制手段,可在单级系统中同时实现升/降压和直流-交流逆变的功能,适用于具有较大输入电压变化的光伏并网发电系统。本文以具有连续电流输入的电压源型准Z源逆变器为例,分析了基于ZSI/qZSI的光伏并网系统工作原理;针对ZSI/qZSI特殊的直通占空比与逆变调制系数制约关系,推导出ZSI/qZSI正常工作条件下的电容电压范围,提出ZSI/qZSI光伏并网系统的电容电压恒压控制策略。该控制策略将最大功率点跟踪(功率控制)和光伏系统入网电流控制(电能质量控制)解耦,简化了控制器设计,实现了ZSI/qZSI光伏并网系统的闭环控制和最大功率点跟踪,同时可确保在同等输出输入电压比的情况下开关器件电压应力最小。     

A Simple Control Scheme for the High Performance Z-Source Inverter

In the past decade, the Z-source inverter (ZSI) is successfully developed for many applications. This paper proposes a simple integrated control scheme for the high performance ZSI. A proportional-integral PI controller is used to regulate the voltage of the Z-network capacitor. Moreover, the peak value of the DC-link voltage is controlled by limiting the shoot-through duty ratio. Furthermore, the instantaneous voltage control technique is utilized to retain the sinusoidal shape of the output voltage. A feed-forward signal of the AC voltage is employed to smooth the output voltage. To generate the PWM signals for the ZSI switches, the simple boost control method is utilized which coordinates the operation of different controllers. Extensive digital simulations are conducted to evaluate the dynamic behavior of the proposed control scheme. Moreover, an experimental setup is built to verify the performance of the proposed control scheme for the high performance ZSI.     

Z源逆变器直通电流回路及功率开关管电流应力分析

Z源逆变器直通方式按桥臂直通数目可以分为单相、两相和三相直通,其中三相直通方式较其他两种具有开关管电流应力更小的特点。现有文献分析三相直通方式下功率开关管的最大电流应力是在直通电流比较大的基础上得出的,其值要大于负载相电流峰值。本文揭示了小电压增益和低功率因数下,功率开关管的最大电流应力与负载相电流峰值相等。并详细分析了三相直通方式时不同直通电流下负载的电流回路,为进一步分析开关管损耗、温升和热管理奠定基础;揭示了当Z源逆变器工作于直通状态,直通电流不同时负载的电流回路也不尽相同。针对不同的电流情况,得出了相应的开关管电流应力表达式,为三相直通方式下选择开关管的功率等级提供了依据。实验验证了理论分析的正确性。     

采用Z源变换器的小型风力并网逆变系统

基于Z源变换器的小型风力发电并网系统的工作特点及控制结构,不同于传统的电压型逆变器,Z源变换器引入特定的阻抗源网络将变换器主电路和电源耦合在一起,并且通过新增直通零矢量调制实现独特的直流升压功能,从而得到大范围变化的交流输出电压.经过对系统电路和要求的分析,文章对控制系统进行简单的设计.通过原有正弦波调制因子的控制,实现内环并网电流的单位功率因数运行和外环Z源电容电压的稳定;通过直通零矢量调制对发电机输出整流电流进行闭环控制,实现风力发电机的电能输出控制.最后,以2.5kW Z源变换器装置进行实验,实验结果验证了分析的正确性.     

适用于大功率场合的新型双Z源电压源逆变器

传统Z源电压源逆变器(Z-source voltage-type inverter,ZVSI)中,电容电压高于输入电压,逆变器开关管电流应力过大,升压能力受到了限制,为此提出了新型双Z源电压源逆变器(novel double Z-source voltage source inverter,NDZVSI)拓扑结构。分析了NDZVSI的各种工作状态,推导了各元件电压关系。NDZVSI中各功率开关管采用改进脉宽调制(improved pulse-width modulation,IPWM)方式进行调制,确定了逆变器功率开关管的电流应力。仿真及试验结果验证了NDZVSI拓扑的可行性,与传统ZVSI相比,NDZVSI能降低电容电压,减小逆变器开关管的电流应力,提高升压能力,适于大功率应用场合。     

SVPWM控制时双向Z源逆变器电容电压纹波分析

Z源逆变器在SPWM简单控制时的电容电压纹波在整个负载周期内是恒定的,而在SVPWM控制下,电压纹波会随着电压矢量相位变化而变化,故电压纹波的求解更为复杂。本文的研究证明,Z源电感取值较大,电容的电压纹波与电感值无关。但是,如果电感取值较小,那么电压纹波与电感值是相关的。分析了双向Z源逆变器在SVPWM策略下的关键电感值和电容电压纹波,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。