国产精品不卡在线,精品国产_亚洲人成在线高清,色亚洲一区,91激情网

逆變器作為風(fēng)能、太陽能、燃料電池等新能源發(fā)電系統(tǒng)中的重要組成部分，在能源轉(zhuǎn)換與能量傳遞過程中發(fā)揮著重要作用。在當(dāng)前大力發(fā)展新能源應(yīng)用技術(shù)的背景下，學(xué)者們普遍認(rèn)為，需要研發(fā)具有安全可靠性高、成本低、性能高的新型逆變器。

準(zhǔn)Z源逆變器是彭方正教授提出的一種具有獨(dú)特升降壓方式的新型功率變換拓?fù)?，它的現(xiàn)實(shí)意義在于：在有電磁干擾的環(huán)境下，允許橋臂直通的特性一定程度上降低了逆變器損壞的風(fēng)險(xiǎn)，提高了設(shè)備的可靠性和安全性；脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation, PWM）控制信號(hào)中無需加入死區(qū)時(shí)間，解決了死區(qū)時(shí)間造成交流輸出電壓畸變的問題；實(shí)現(xiàn)了直流升降壓與交直流變換一體化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，降低了軟硬件成本。

交流調(diào)速系統(tǒng)、燃料電池供電系統(tǒng)、光伏和風(fēng)電等分布式發(fā)電系統(tǒng)以及微電網(wǎng)系統(tǒng)等具有隨負(fù)載和環(huán)境因素的變化而導(dǎo)致輸出電壓波動(dòng)范圍很大的共同特點(diǎn)，因此準(zhǔn)Z源逆變器在這些領(lǐng)域中具有廣闊應(yīng)用價(jià)值。

準(zhǔn)Z源逆變器是通過電感周期性的充放電，實(shí)現(xiàn)直流鏈電壓的泵升。然而當(dāng)準(zhǔn)Z源網(wǎng)絡(luò)的電感儲(chǔ)能不足時(shí)，二極管電流會(huì)發(fā)生斷續(xù)。此時(shí)準(zhǔn)Z源逆變器會(huì)處于一種非正常工作狀態(tài)，電感停止放電，直流鏈電壓僅由電容電壓決定。這將導(dǎo)致直流鏈電壓發(fā)生跌落，嚴(yán)重降低了準(zhǔn)Z源逆變器的安全可靠性和輸出電能質(zhì)量。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)準(zhǔn)Z源逆變器直流鏈電壓跌落的原因進(jìn)行了大量研究。解決直流鏈電壓跌落問題主要采用適應(yīng)負(fù)載大范圍變動(dòng)的雙向準(zhǔn)Z源逆變器拓?fù)洹Ｔ撏負(fù)湓诙O管兩端反并聯(lián)了一個(gè)開關(guān)器件。當(dāng)二極管電流即將斷續(xù)時(shí)打開開關(guān)器件，逆變器直流側(cè)產(chǎn)生的回饋電流能夠避免電流斷續(xù)。但是，增加的反并聯(lián)開關(guān)器件會(huì)提高電路的成本和控制難度；此外，如果在切換直通狀態(tài)時(shí)沒有關(guān)斷反并聯(lián)開關(guān)器件，會(huì)使電容和橋臂受到巨大的電流沖擊而損壞逆變器。

目前關(guān)于準(zhǔn)Z源逆變器直流鏈電壓跌落的研究還存在三方面的不足：①雖然現(xiàn)有文獻(xiàn)已得出準(zhǔn)Z源逆變器直流鏈電壓跌落的原因，但分析的角度較為單一，缺乏全面性和深入性；②尚無可預(yù)判直流鏈電壓跌落的方法，給準(zhǔn)Z源逆變器運(yùn)行狀態(tài)帶來了不確定性；③解決直流鏈電壓跌落問題的方法非常有限，有待進(jìn)一步研究。

為提升準(zhǔn)Z源逆變器的輸出性能和安全可靠性，防止準(zhǔn)Z源逆變器出現(xiàn)非正常狀態(tài)，西安航空學(xué)院電子工程學(xué)院、西北工業(yè)大學(xué)航海學(xué)院的研究人員許宇豪、肖海峰、馬昭、高文、賀昱曜，在2022年第14期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文，基于系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制的思想提出了直流鏈電壓跌落抑制方法。該方法能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)直流鏈電壓跌落的條件，并能夠有效防止直流鏈電壓跌落。

圖1 所提方法的結(jié)構(gòu)框圖

他們深入研究了準(zhǔn)Z源逆變器直流鏈電壓跌落的原因，發(fā)現(xiàn)了直流鏈電壓在二極管電流斷續(xù)時(shí)不僅會(huì)跌落，還有高于正常幅值的情況，極大地增加了逆變器過電壓損壞的風(fēng)險(xiǎn)，該現(xiàn)象也未有文獻(xiàn)研究過。針對(duì)該問題科研人員給出了電壓跌落深度的定義，可用于計(jì)算和衡量直流鏈電壓升高和降低的幅值，研究了二極管電流連續(xù)和斷續(xù)期間的直流鏈電壓變化規(guī)律，分析了直流鏈電壓變化對(duì)準(zhǔn)Z源逆變器的危害，完善了直流鏈電壓跌落的基礎(chǔ)理論。

圖2 抑制直流鏈電壓跌落綜合方法的流程

他們根據(jù)造成二極管電流斷續(xù)的因素，將準(zhǔn)Z源逆變器的系統(tǒng)參數(shù)和狀態(tài)劃分為跌落、臨界跌落和安全區(qū)域，提出了一種直流鏈電壓跌落的判斷方法。該方法可準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)直流鏈電壓發(fā)生跌落的條件，為準(zhǔn)Z源逆變器工作狀態(tài)預(yù)測(cè)和直流鏈電壓跌落預(yù)防提供了理論依據(jù)。

圖3 三相電壓型準(zhǔn)Z源逆變器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

研究人員提出了一種直流鏈電壓跌落抑制方法。以二極管電流為控制目標(biāo)，以電路參數(shù)、調(diào)制方法及其參數(shù)、逆變器工作條件為約束條件，利用系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制的思想調(diào)整準(zhǔn)Z源逆變器的系統(tǒng)參數(shù)和狀態(tài)，使其進(jìn)入安全工作區(qū)域，避免了直流鏈電壓跌落的發(fā)生，提高了準(zhǔn)Z源逆變器的安全可靠性。

本次課題的研究成果進(jìn)一步完善了直流鏈電壓跌落的基礎(chǔ)理論，為保證準(zhǔn)Z源逆變器正常工作提供了新的依據(jù)和方法。

本文編自2022年第14期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“準(zhǔn)Z源逆變器直流鏈電壓跌落的判斷和抑制方法”。本課題得到陜西省科技廳項(xiàng)目和陜西省教育廳項(xiàng)目的支持。