新型单级可升压逆变技术研究

随着电动汽车驱动、混合动力、起动发电等技术开发应用，以及可再生能源发电的大力发展，对电力电子逆变技术的性能、可靠性等多方面提出了越来越高的要求，特别是要适应这些场合的输入直流电压较低或较大范围波动，要具有升压逆变能力。本申请提出研究一种新型单级可升压逆变器拓扑，利用逆变桥的直通零矢量，采用耦合电感储能及转移升压技术，实现了逆变器母线电压的调节，使之比较适合于需要对逆变器直流母线电压调节的逆变应用场合。拓扑简单，控制可靠，易实现四象限运行，对AC-DC-AC应用场合可实现PFC功能。本申请研究这种新型单级可升压逆变器的原理、分析与设计的关键技术，并研究这种新型单级可升压逆变器在新能源分布式发电中的逆变技术、新型起动/发电系统、PFC集成技术等方面应用的关键技术。

以Z源为代表的单级升压逆变技术从2002年提出以来，已在拓扑的扩展及其应用方面做了很多研究。应用方面包括光伏发电系统、风力发电系统、电力驱动系统和起动发电系统等场合。单级升压逆变技术对抗输入电压跌落、提高供电系统可靠性、降低电源系统的设计成本等问题具有重要的理论意义和实用价值。.本课题从研究提高单级升压逆变性能入手，提出几种新颖的单级升压逆变器拓扑，分析电路性能、无源网络的设计及其动态性能和损耗等方面，对几种拓扑作出较为全面的评价；同时，将提出的耦合电感单级升压逆变器应用于光伏发电系统，实现升压、逆变、单位功率因数并网和最大功率跟踪的功能，并网电流THD小于5%；提出了非隔离光伏并网系统减小漏电流的措施，漏电流满足标准VDE0126-1-1；通过研究抽头电感单级升压逆变器在一个直通周期内所有可能的状态，预测了电感和电容的极限值，从而得到无源网络可采用薄膜电容的结论；最后提出将无电解电容的抽头电感单级升压逆变器应用于单相交流输入调速系统的实施方案，包括使用薄膜电容的抽头电感单级升压逆变器对调速系统性能的影响，使用无电解电容变频器时输入功率因数的提高，抽头电感单级升压逆变器抗输入电压跌落性能等。.本课题研究开发了具有自主知识产权的新型单级升压逆变技术，并用实践证明了其在新能源发电和电力驱动系统中的应用价值。