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光伏发电PWM逆变器谐波抑制方法研究

作　者: 任神河
导　师: 杨晓东
学　校: 长安大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: PWM逆变器谐波分析特定消谐技术蚁群算法
分类号: TM464
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

近些年，电力电子技术得到了飞速的发展，PWM逆变器也广泛的应用到了各种电子装置中。在带来节能、高效的同时，也带来了日益严重的谐波污染。光伏发电系统本身的转换效率就比较低，再加上谐波污染，严重的影响着输出电压、电流波形的质量。为了进一步抑制谐波污染，改善输出波形的质量，已经出现了多种抑制谐波的技术方法。本文以电压型PWM逆变器为例，在研究其输出电压谐波分析的基础上，对逆变器的多重叠加技术及特定谐波消除技术进行了研究。1、根据傅里叶级数理论与PWM技术原理，以正弦PWM逆变器、随机频率PWM逆变器为研究对象，建立了SPWM和PFPWM的Simulink模型进行matlab仿真，并通过调制深度和载波比的改变进行定性和定量分析，得出了SPWM逆变器和随机频率逆变器的谐波分布规律，为逆变器谐波的抑制提供了依据。2、根据特定消谐技术的原理建立了单相、三相逆变器输出电压波形的数学模型，其中特定消谐技术的核心在于开关角的求解，该求解方程组是非线性方程组，其求解方法一般选择牛顿迭代算法，此方法具有很强的局部收敛性，初值的选择对求解的过程影响很大。本文提出一种新的解决非线性方程组的方法-蚁群算法，通过编程计算并通过改进，获得了多组开关角数据，通过比较，从而证明蚁群算法不仅具有快速收敛的特性，而且能实现准确求解。3、为了得到更高质量的正弦波，研究了特定谐波的优化策略，通过对开关角分布规律的研究与比较，省略窄脉冲的方法可以实现特定谐波的优化，这种方法在保证输出电压波形的前提下，降低了开关频率，减小了损耗。最后，通过逆变器本身的特点，提出了逆变器组合技术，逆该技术主要是逆变器的多重叠加，其基本原理是把两个或两个以上完全相同的方波，按一定的相位差叠加起来，使它们的低次谐波相位相差180°而相互抵消，以得到谐波余量较少的阶梯波，经过小型低通滤波后得到正弦波的输出，从而实现输出电压波形的改善。

光伏发电PWM逆变器谐波抑制方法研究

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