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基于Simulink的多电平二极管NPC逆变器拓扑结构专用SVPWM电流控制技术
资料介绍
基于Simulink的多电平二极管NPC逆变器拓扑结构专用SVPWM电流控制技术
简介
电能转换是现代世界的一项持续需求。交流电源需要持续整流
才能驱动电子设备和电池，而直流电源（如电池），当电网故障
时，则必须立即转换成交流电，以便为与其相连的设备供电。
另外，全球持续关注环保型清洁发电解决方案，发电资源存在匮
乏或周期性问题，以及为呈指数级增长的人口供电时存在地理
制约因素，在这些背景下，人们采用了替代传统发电法的绿色能
源发电法，这些绿色能源主要是太阳能和风能。这种发电方法实
际上不会耗尽任何资源，而且几乎可以在任何地方部署。
然而，环境友好型发电方法依赖于太阳、风等多变的资源——因
此，一个重要的改进方法就是提高其效率。另外，用电负载的变
化以及系统中无功功率的影响（会产生谐波）会降低配电网络的质量和可靠性。结果，多数公司不得不重新思考其产品、政策和
规划，以达到现代世界的预期和标准。
事实上，由于绿色发电所需资源与自然相关，不受控制，人们对
电网电能的使用也不受控制，因此这些公司始终侧重于改进其
技术，尤其是提高发电和用电效率。
有鉴于此，运用于光伏面板和风力涡轮机的新方法和改进型方
法都处于不断变化之中。这一过程的基础是将产生的直流电转
换成交流电，使其能成为主要能源。事实上，这一过程是由逆变
器实现的，逆变器主要负责电网同步和能量转换。因此，通过改
进该系统，可以提高效率，对客户来说，提高了性价比。
有多种逆变器拓扑结构，有离网逆变器和连网逆变器，有基于变
压器的逆变器和无变压器的逆变器，还有开环型逆变器和闭环
型逆变器。这些拓扑结构也可能有不同的电平数，结果会影响
到逆变器的分辨率和开关模式。另外，这些设置决定着尺寸、重
量、价格、复杂度、工作方式、谐波产生情况、利用率、效率等参
数，对最终产品有着直接的影响。
在无变压器的光伏逆变器中，主要有两个转换器系列，分别为半
桥（或全桥）系列和中性点钳位 (NPC) 系列。除了经典实现方式
以外，这两个系列在规格和特性方面都存在若干差异，使其更适
合特定应用。
在逆变器以外，必须实现一种调制技术以便对逆变器的转换进
行调制。有多种脉冲宽度调制 (PWM) 技术可以用于逆变器和电
机驱动器，包括正弦脉冲调制 (SPWM)、空间矢量脉冲宽度调制
(SVPWM)、相移PWM和部分谐波消除PWM。虽然有多种调制技术，
各有其更适合的特定应用，但适合光伏逆变器的通用型调制策
略是SPWM和SVPWM，因为它们具有较宽的开关频率范围，能简
化多电平逆变器的实现过程。然而，由于SVPWM技术工作时，相
当于逆变器输出的三个相位的组合效应而非单个相位，因而已
成为三相逆变器和多电平逆变器中更受欢迎、更成熟的技术。
此外，连网转换器的一个基本要求是电网同步。这项要求与转换
器的效率直接相关，有多种实现方法。例如，通常用连网的锁相
环 (PLL) 来实现这项要求。
本文主要描述一种面向多电平三相NPC逆变器拓扑结构的SVPWM
电流控制技术，侧重讨论如何用闭环矢量控制和正序电压检测器
实现三级或五级拓扑结构，以平抑电网故障。本文主要分析光伏
应用，文中提供的所有结果均是通过在MathWorks®软件Simulink®
中模拟系统获取的。
部分文件列表
| 文件名 | 大小 |
| 基于Simulink的多电平二极管NPC逆变器拓扑结构专用SVPWM电流控制技术.pdf | 1M |
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