大功率光伏应用不同多电平变换器拓扑的比较研究(Simulink)

 欢迎来到本博客❤️❤️

博主优势：博客内容尽量做到思维缜密，逻辑清晰，为了方便读者。

⛳️座右铭：行百里者，半于九十。

本文目录如下：

目录

1 概述

2 运行结果

3 参考文献

4 Simulink实现

---

1 概述

摘要：

本文研究了多电平变换器的现代拓扑结构，这些变流器适用于大功率光伏应用，重点是实现更低的总谐波失真和更高的效率。与传统类型相比，多电平转换器具有多种优势。多电平转换器在使用低开关频率的同时提供高质量输出。它会影响开关损耗、半导体开关和谐波滤波器的尺寸。本研究调查了用于高功率光伏应用的多电平转换器的各种拓扑结构，并比较了它们的THD、效率、所需半导体数量和其他重要特性。所有拓扑都在相同的操作条件下使用 MATLAB/Simulink 进行仿真。最后，根据仿真结果选择更合适的多电平拓扑。

近年来，从可再生能源发电的趋势日益增长[1]，[2]。同时，风力涡轮机，光伏发电厂和其他可再生设备的额定功率增长急剧加速[3]，[4]。在这种情况下，对中高功率转换器的高需求使多电平转换器成为电力电子领域一个及时而有趣的主题[3]-[5]。研究人员努力提出新的多级拓扑，能够提供更低的THD和更高的效率[5]，特别是在高功率水平下。

传统的光伏电站由大量串联和并联的光伏组件组成，形成串和子阵列，这些组合起来为逆变器供电。然后，逆变器通过低频（LF）变压器[5]–[8]连接到中压（MV）电网。业界的趋势是设计和利用更高的逆变器额定值，因为价格分析证明，通过增加逆变器额定功率，每瓦逆变器成本会降低。因此，现在市场上提供了额定功率高达几兆瓦的逆变器[5]-[7]。此外，设计人员更喜欢在逆变器的直流和交流侧使用更高的标称电压，从而降低导线成本和功率损耗。这些设计选择还导致更小的横截面电缆、更少的发电机接线盒和更少的直流端布线，这对于系统平衡成本很重要 [5]， [9]。因此，兆瓦级光伏逆变器的中压并网拓扑结构正朝着多电平结构发展。

研究人员最近为光伏应用提出了许多不同的多级拓扑[2]，[5]，[9]，[11]-[14]。中性点钳位转换器 （NPC） [1]、级联 H 桥 [10]、Y 连接混合级联 [15]、电容钳位 [2]、Z 源 [16] 和准 Z 源 [17] 是重要的拓扑结构，建议与光伏组件一起使用。可以从不同的角度研究这些拓扑。就这项工作而言，为了找到最适合光伏组件的结构，我们的调查分为两个阶段;分别处理定量和定性研究。定量研究调查转换器的输出规格，并使用Matlab/Simulink进行分析。应评估的重要参数是线路电压和电流、THD、损耗和效率。定性研究验证了特性，这对于实现转换器非常重要。然而;转换器的可靠性、模块化、可扩展性和功能性是定性研究的重要问题。

2 运行结果

3 参考文献

文章中一些内容引自网络，会注明出处或引用为参考文献，难免有未尽之处，如有不妥，请随时联系删除。

4 Simulink实现