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随着世界经济的不断发展,全球能源短缺、环境污染等问题日益严重,可再生能源的应用受到普遍关注。太阳能作为一种清洁可再生能源,其开发利用的巨大潜力推动着太阳能光伏发电技术不断向前发展,得到众多国家政府的大力扶持。光伏电池的电压软特性以及低电压等级对逆变技术提出挑战。光伏并网系统一般先直流升压再逆变并网。Z源升压拓扑以其原理简单且控制方便的特点成为了当前研究的热点。现在研究的比较热门的基于Z源并网逆变器的并网控制策略有各种改进式SPWM,如三次谐波注入法,各种改进式SVPWM,如比例谐振法,这类策略电流跟踪效果—般,电流响应速度慢；采用电流控制方法,常见的有三角载波比较方式、直接电流单周控制,等等。目前,基于Z源的直接电流滞环控制技术研究尚少。
本文综合直接电流控制技术与Z拓扑的优点,提出—种适用于Z拓扑的电流滞环控制策略,着重介绍该策略在基于Z源单相全桥、三相半桥、三相全桥光伏并网系统中的应用。并针对三相半桥系统给出控制箱相关电路的设计方案。本文大致分为以下三部分。
第—部分,对Z源应用层次上的研究状况做深度调研,得出当前Z源应用中存在的若干问题,并对当前研究较热的Z源并网逆变器控制技术进行归纳总结；对常规的电流滞环算法以及诸多改进式定频滞环算法进行调研,对电流滞环思想运用到Z拓扑上做一定的可行性论证。
第二部分,对Z源光侠逆变并网系统的滞环控制策略进行理论分析；针对单相全桥、三相半桥、三相全桥的特点,分别给出各自的直通时间插入方式、开关管信号给定方式、升压限制条件、系统关键参数选取原则等,通过MATEAB仿真,测试在新的滞环算法下Z源光伏并网系统各项并网指标达标情况,指标包括并网电流谐波、并网功率因数、频率偏差、电压波动和闪变、直流侧电压波动抑制能力、电网电压跟踪能力等。
第三部分,调试基于Z源的三相光伏并网样机,重点对逆变器控制部分的硬件电路部分进行设计调试,包括电压电流采集电路、故障检测电路、锁相环电路、开关量电路、信号光耦隔离电路。
最后对本文的工作进行总结,并对需进—步开展的工作以及研究方向作了展望。