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-综合文档

基于Simulink的多电平二极管NPC逆变器的SVPWM电流控制技术，是一种应用于绿色能源发电中的高级电力电子技术。逆变器作为电力电子装置的核心，负责将直流电转换为交流电，以满足现代电网的同步和能量转换需求。这种转换过程对提高绿色发电方法的效率至关重要。 在逆变器的分类中，根据应用场景的不同，逆变器可以分为离网型和连网型，基于变压器和无变压器型，以及开环型和闭环型等。逆变器的拓扑结构，也就是它们的电路设计，会对逆变器的分辨率、开关模式、尺寸、重量、价格、复杂度、工作方式、谐波产生情况、利用率和效率等参数产生直接影响。 二极管中性点钳位(Neutral Point Clamped, NPC)逆变器是一种重要的逆变器拓扑结构。NPC逆变器通常由绝缘栅双极晶体管(IGBT)和二极管组合构成。它在设计时需满足特定要求，如通过二极管钳位光伏面板至直流总线。NPC逆变器因具有多电平输出和较高的能源转换效率，特别适合于光伏(PV)面板等应用场景。它提高了直流和交流之间的能源转换效率，有效降低了发电损失，同时改善了系统的质量和可靠性。 在逆变器领域，为了进一步提高效率，往往需要增加电平数，实施更复杂的控制方法，和使用更快的功率控制环路。正是这些改进，能够平抑电网故障，改善电力系统的整体性能。 PWM（脉冲宽度调制）技术是逆变器控制中的一项关键技术。常见的PWM技术包括SPWM、SVPWM、相移PWM和部分谐波消除PWM等。这些调制技术各有优势，适用范围也不同。对于光伏逆变器而言，SPWM和SVPWM由于具有较宽的开关频率范围和适用于多电平逆变器的特点，成为了较为通用和成熟的调制策略。 SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉冲宽度调制）技术在三相逆变器和多电平逆变器中尤为受欢迎。SVPWM利用逆变器输出的三个相位的组合效应，而不是单独作用于单个相位。因此，SVPWM在处理多电平逆变器和减少谐波影响方面具有优势，这使得它能提升逆变器转换效率，并提高配电网络的整体性能。 而关于电网同步，这是连网逆变器的一个基本要求。这一要求直接关联到逆变器的效率。为实现电网同步，通常会采用诸如锁相环(PLL)等技术。 本文还特别提到了如何在MathWorks®软件Simulink®中模拟系统，以实现专用的SVPWM电流控制技术，专注于多电平三相NPC逆变器的拓扑结构。这样的模拟不仅可以分析逆变器的性能，还可以为优化逆变器设计提供一个基础平台。 在绿色能源发电的背景下，基于Simulink的多电平二极管NPC逆变器的SVPWM电流控制技术，代表了发电工业在寻求环境友好型解决方案方面的一个重要进步。通过研究和应用这些先进的电力电子技术，可以进一步提高绿色能源的利用效率，优化发电和用电流程，满足现代社会对清洁、高效能源的不断增长的需求。