对单相Quasi-Z源逆变器的纹波特性进行分析

在新能源发电系统中，传统的电压源与电流源逆变器由于自身的特点,存在着应用范围小、抗干扰能力弱等缺陷。Z 源逆变器具有升降压变换、逆变桥臂可以直通等优点，能够用单级功率变换器实现传统两级式拓扑的功能，提高了系统的稳定性。但传统的 Z 源逆变器阻抗网络中电容电压较高，同时存在系统承受较大启动冲击等缺陷。 针对传统 Z 源逆变器缺陷，本文首先分析了Quasi- Z 源逆变器的工作原理。该拓扑与传统 Z 源逆变器相比，阻抗网络中的一个电容两端承受电压较小，但其同样具有较大的启动冲击。本文研究分析了Quasi- Z 源逆变器，该拓扑阻抗网络中的两个电容承受的电压明显减小，而且该拓扑可以采用软启动方式消除系统的启动冲击，提高了系统的稳定性。 本文通过对系统阻抗网络状态进行分析，建立了Quasi- Z 源逆变器的小信号状态模型，得到了阻抗网络的传递函数与控制框图。采用间接控制逆变桥臂直流母线电压峰值的控制策略，完成了控制器设计。分析了 PWM 倍频控制策略，结合Quasi- Z 源逆变器桥臂直通的特点，分析对比了不同调制方式下直通信号的插入方式。对系统工作状态进行分析，最终选择了改进型 SPWM 控制策略。并完成了对系统阻抗网络中器件参数的设计。最后Simulink仿真验证了该主电路和控制策略的有效性和可行性。