关键字 |
| 翻译模糊逻辑,微电网,MPPT、脉冲widthmodulation PWM),光伏(PV)系统,和 |
介绍 |
1.1多电平逆变器 |
| 多电平逆变器技术已经出现在另一个非常重要的领域的大功率中压能源控制。流行的方法是diode-clamped逆变器(中性点夹),capacitorclamped(飞行电容器),和单独的级联多电平逆变器直流源。最后一个是最易熔拓扑用于各个领域。介绍了多电平逆变器的最相关的结构用cascadedinverters直流源将分离,以及切换模式。 |
1.1.1全桥或电压源逆变器“h桥” |
| 多电平逆变器的电压水平的最小的数用cascaded-inverter SDCSs是三。实现三级波形,采用全桥逆变器。基本上,一个全桥逆变器被称为一个h桥单元,这是图1中所示。逆变器电路由四个主要开关和四个随心所欲的二极管。 |
1.2级联H-BRIDGES逆变器 |
| m-level级联逆变器的单相结构如图1所示。每个独立的直流源(署)被连接到一个单相h桥逆变器。每个逆变器级别可以产生三种不同的电压输出,+ Vdc, 0,连接直流源的交流和直流输出的不同组合的四个开关, |
 (1.1) |
| S1、S2、S3和S4。获得+直流开关S1和S4是打开,而直流电压可以通过打开开关S2和S3。通过将S1和S2和S3和S4,输出电压为0。每个不同的全桥逆变器的交流输出水平串联连接,这样合成电压波形是逆变器输出的总和。数量的输出相电压水平m级联逆变器被定义为 |
| m = 2 + 1, |
| 哪里是独立的直流源的数量。 |
| 相电压波形的一个例子m-level S-SDCSs和S全桥级联h桥逆变器是如图2所示 |
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传统MULTYLEVAL H -桥拓扑 |
| 提出的单相seven-level从五级逆变器逆变器了。它由一个传统单相h桥逆变器,两个双向开关,和一个电容分压器形成的C1, C2, C3,如图3所示。修改后的h桥拓扑结构明显优于其他拓扑结构,即。,less power switch, power diodes, and less capacitors for inverters of the same number of levels. Photovoltaic (PV) arrays were connected to the inverter via a dc–dc boost converter. The power generated by the inverter is to be delivered to the power network, so the utility grid, rather than a load, was used. The dc–dc boost converter was required because the PV arrays had a voltage that was lower than the grid voltage. High dc bus voltages are necessary to ensure that power flows from the PV arrays to the grid. A filtering inductance Lf was used to filter the current injected into the grid. Proper switching of the inverter can produce seven output-voltage levels (Vdc, 2Vdc/3, Vdc/3, 0,−Vdc,−2Vdc/3,−Vdc/3) from the dc supply voltage. The proposed inverter’s operation can be divided into seven switching states, as shown in Fig. 4(a)–(g). Fig. 4(a), (d),and (g) shows a conventional inverter’s operational states in sequence, while Fig. 4(b), (c), (e), and (f) shows additional states in the proposed inverter synthesizing one- and twothird levels of the dc-bus voltage. The required seven levels of output voltage were generated as follows. |
| 1)最大积极输出(Vdc): S1,连接负载正极Vd,和S4,负载负极连接到地面。其他所有控制开关;终端负载的电压是直流。图4 (a)显示当前路径,是活跃在这个阶段。 |
| 2)是否积极输出(2 vdc / 3):双向开关S5,正极和S4连接负载,负载负极连接到地面。其他所有控制开关;终端负载的电压是2 vdc / 3。图4 (b)显示当前路径,是活跃在这个阶段。 |
| 3)三分之一积极输出(Vdc / 3):双向开关S6,正极连接负载,和S4,负载负极连接到地面。其他所有控制开关;终端负载的电压是直流/ 3。图4 (c)显示当前路径,是活跃在这个阶段。 |
| 4)零输出:这个水平可以由两个开关组合;开关S3和S4,或S1和S2,和其他所有控制开关;终端ab是一个短路,和终端负载的电压为零。图4 (d)显示当前路径,是活跃在这个阶段。 |
| 5)三分之一负输出(−Vdc / 3):双向开关S5,正极连接负载,和S2,连接直流负载负极。其他所有控制开关;终端负载的电压是−Vdc / 3。图4 (e)显示当前路径,是活跃在这个阶段。 |
| 6)是否负输出(−2 vdc / 3):双向开关S6,正极连接负载,和S2,负载负极连接到地面。其他所有控制开关;终端负载的电压是−2 vdc / 3。图4 (f)显示当前路径,是活跃在这个阶段。 |
| 7)最大负输出(−伏直流电):S2,连接负载负极Vdc, S3,负载正极端子连接到地面。其他所有控制开关;终端负载的电压是−Vdc。图4 (g)显示当前路径,是活跃在这个阶段。 |
2.1 PWM调制 |
| 介绍了一种新型PWM调制技术来生成PWM开关信号。三个参考信号(Vref1、Vref2 Vref3)比较与载波信号(Vcarrier)。参考信号具有相同的频率和振幅和相位的偏移值相当于载波信号的振幅。参考信号与载波信号。如果Vref1 Vcarrier超过峰值振幅,Vref2与Vcarrier直到它已经超过Vcarrier的峰值振幅。起,Vref3将负责,并与Vcarrier直到它达到0。一旦Vref3已经达到零,Vref2会相比,直到它达到0。然后,向前,Vref1 Vcarrier相比。图3显示了生成的转换模式。开关S1, S3、S5和S6将切换的速度载波信号的频率,而S2和S4将运行在一个频率,相当于基本频率。 |
| 相角取决于调制指数。理论上一个参考信号和一个载波信号,调制指数的定义 |
| 马= Am / Ac (02) |
| 而对于单一参考信号和双载波信号,调制指数的定义 |
| 马= Am / 2 ac。(03) |
| 自提出seven-level PWM逆变器利用三个载波信号,调制指数的定义 |
| 马= Am / 3 ac (04) |
| 在交流载波信号的峰间值价值,我是参考电压信号的峰值Vref。调制指数小于0.33时,相角位移 |
| θ1 =θ2 =θ3 =θ4 =π/ 2 (05) |
| θ5 =θ6 =θ7 =θ8 = 3π/ 2。(06) |
| 基本频率的一个周期,提出了逆变器通过六个操作模式。图6显示了一个周期的单位输出电压信号。六个模式描述如下: |
| 模式1:0 <ωt <θ1θ4 <ωt <π |
| 模式2:θ1 <ωt <θ2和θ3 <ωt <θ4 |
| 模式3:θ2 <ωt <θ3 |
| 模式4:π<ωt <θ5和θ8 <ωt < 2π |
| 模式5:θ5 <ωt <θ6和θ7 <ωt <θ8 |
| 模式6:θ6 <ωt <θ7。 |
| 另一方面,当调制指数大于0.33小于0.66,相角位移是由 |
| θ1罪=−1 (Ac / Am) (07) |
| θ2 =θ3 =π2 (08) |
| θ4 =π−θ1 (09) |
| θ5 =π+θ1 (10) |
| θ6 =θ7 = 3π/ 2 (11) |
| θ8 = 2π−θ1。(12) |
| 如果调制指数大于0.66,相角位移是由 |
| θ1罪=−1 (Ac / Am) (13) |
| θ2 =罪−1 (2 ac / Am) (14) |
| θ3 =π−θ2 (15) |
| θ4 =π−θ1 (16) |
| θ5 =π+θ1 (17) |
| θ6 =π+θ2 (18) |
| θ7 = 2π−θ2 (19) |
| θ8 = 2π−θ1。(20) |
| Ma等于或小于,0.33,只有较低的参考波(Vref3)与三角载波信号。逆变器的行为类似于一个传统的全桥三电平PWM逆变器。然而,如果马超过0.33,小于0.66,只有Vref2和Vref3参考信号与三角载波比较。输出电压包含五个直流电压水平。调制指数将超过0.66七层次的输出电压产生。三个参考信号与三角载波信号来产生开关信号的开关。 |
提出了多个水平表示逆变器拓扑 |
| 在提出系统的先进控制器的多电平逆变器是改善与帮助我。e模糊逻辑控制器。 |
3.1)模糊逻辑: |
| 近年来,模糊逻辑的应用程序的数量和种类大大增加了。有五个主要的GUI构建工具,编辑和观察模糊推理系统的模糊逻辑工具箱。模糊推理系统或FIS编辑,隶属函数编辑器中,规则编辑器,表面规则查看器,查看器。模糊控制器的隶属函数和其表面视图如下所示fig.7&8。 |
3.2)提出模拟电路: |
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3.3)提出模糊控制器电路 |
MATLAB /仿真结果的比较 |
| MATLAB仿真软件模拟该配置之前身体中实现一个原型。PWM开关模式的生成是通过比较三个参考信号(Vref1、Vref2 Vref3)与三角载波信号(见图6)。 |
| 随后,比较过程产生PWM开关信号开关S1-S6,无花果。7 - 9。一条腿的逆变器操作在一个较高的转换速度,相当于载波信号的频率,而另一条腿的速度运行的基本频率(即。,50赫兹)。开关S5和S6载波信号的速度运行。图10所示。逆变器输出电压(Vinv)。图11所示。电网电压(Vgrid)和电网电流(Igrid)。的载波信号。图10显示了逆变器输出电压Vinv的仿真结果。直流母线电压是300 V (>√2 vgrid;在这种情况下,Vgrid 120 V),直流母线电压必须高于√2 Vgrid电流注入电网,或从电网电流将被注入到逆变器。 Therefore, operation is recommended to be between Ma = 0.66 and Ma = 1.0. Vinv comprises seven voltage levels, namely, Vdc, 2Vdc/3, Vdc/3, 0, −Vdc, −2Vdc/3, and −Vdc/3.The current flowing into the grid was filtered to resemble a pure sine wave in phase with the grid voltage see Fig. 11). As Igrid is almost a pure sine wave at unity power factor, the total harmonic distortion (THD) can be reduced compared with the THD. |
多电平逆变器规格和控制器参数。 |
| 下面的表描述了逆变器的规格和参数 |
结论 |
| 7级多级逆变器提供改善输出波形和低飞。本文提出了一种新型PWM开关方案提出了多电平逆变器。它利用三个参考信号和三角载波信号生成PWM开关信号。的行为提出详细分析了多电平逆变器。模糊控制是实现优化逆变器的性能。通过控制调制指数,所需数量的水平可以实现逆变器的输出电压。越少(THD的seven-level逆变器的价格相比五年和三电平逆变器的发电光伏逆变器的一个有吸引力的解决方案。 |
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表乍一看 |
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| 表1 |
表2 |
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数据乍一看 |
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| 图1 |
图2 |
图3 |
图4 |
图5 |
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| 图6 |
图7 |
图8 |
图9 |
图10 |
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| 图11 |
图12 |
图13 |
图14 |
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引用 |
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