基于SVPWM控制的并网逆变器死区补偿方法.docx

基于SVPWM控制的并网逆变器死区补偿方法
摘要
随着光伏发电技术的飞速发展，越来越多的光伏并网逆变器被广泛应用于电网中。然而，在逆变器的控制过程中，死区效应会导致输出电压的失真。为了解决这个问题，本文提出了一种基于SVPWM控制的并网逆变器死区补偿方法。该方法在SVPWM控制中引入了死区补偿技术，通过调整逆变器的占空比来消除死区效应，使逆变器输出电压更加稳定。
关键词：光伏并网逆变器；SVPWM控制；死区补偿
Abstract
Withtherapiddevelopmentofphotovoltaicpowergenerationtechnology,moreandmorephotovoltaicgrid-connectedinvertershavebeenwidelyusedinthepowergrid.However,inthecontrolprocessoftheinverter,thedeadzoneeffectcanleadtodistortionoftheoutputvoltage.Inordertosolvethisproblem,thispaperproposesadeadzonecompensationmethodforgrid-connectedinvertersbasedonSVPWMcontrol.ThismethodintroducesdeadzonecompensationtechnologyinSVPWMcontrol,andadjuststhedutycycleoftheinvertertoeliminatethedeadzoneeffect,makingtheoutputvoltageoftheinvertermorestable.
Keywords:Photovoltaicgrid-connectedinverter;SVPWMcontrol;Deadzonecompensation
1.引言
随着可再生能源技术的飞速发展，光伏发电已成为电力领域中利用太阳能进行电力转换的最重要的形式之一。与传统的燃煤、燃油等能源相比，光伏发电具有可再生、清洁、节能等诸多优点，逐渐成为全球能源转型的主力军。光伏发电系统中，光伏并网逆变器是将光伏板发出的直流电转换为供电网使用的交流电的关键设备之一。在逆变器的控制过程中，由于电子器件本身的特性，输入信号信号较小时存在一定的死区；这会导致输出电压失真，降低系统的运行效率，甚至对电力网的稳定运行造成影响。因此如何消除死区效应成为研究者关注的问题之一。
随着控制技术的不断更新，多种控制方法被应用于逆变器的控制，如SPWM控制、SVPWM控制等。经过实验研究发现，SVPWM控制具有调制精度高、谐波少等优点，已经成为现代光伏逆变器控制中常用的技术。因此，本文研究基于SVPWM控制的并网逆变器死区补偿方法。
2.SVPWM控制原理
SVPWM控制是一种逆变器控制技术，它是通过改变逆变器输出的占空比来实现输出交流电压的控制。它通过对输入信号进行调制，将输入信号分为两段，一段为三角形信号，另一段为参考信号;然后将参考信号进行采样，再将采样后的参考信号与三角形信号进行比较，生成PWM波形，通过PWM波形来控制输出电压的大小和频率。
在SVPWM控制中，参考信号的大小和时序对控制电压的大小和相位具有关键作用。参考信号时序的不同会影响逆变器输出电压的稳定性和谐波含量。因此在SVPWM控制中，常采用三角形波参考信号，通过改变三角形波的时序来调整控制电压的相位和大小，从而实现逆变器的控制。
3.死区影响机理
在逆变器控制过程中，由于电子器件本身的特性，在输入信号较小的情况下存在一定的死区。当输入信号达到临界值时，逆变器输出电压才开始发生改变。在此过程中，逆变器输出电压发生尖峰和不连续的变化，从而导致输出电压失真，甚至还会导致电力系统的不稳定性。
图1显示了在没有死区补偿下的逆变器输出波形。从图中可以看出，由于死区效应的影响，输出波形出现了明显的失真。
4.死区补偿方法
为了消除死区效应，本文提出了一种基于SVPWM控制的并网逆变器死区补偿方法。该方法在SVPWM控制中引入了死区补偿技术，通过调整逆变器的占空比来消除死区效应。具体步骤如下：
步骤1：测量死区宽度
为了确定死区调整的范围，需要先测量逆变器的死区宽度。可以通过实验测量或者理论分析的方法来确定宽度值。
步骤2：死区补偿控制
在SVPWM控制中加入死区补偿算法，通过死区补偿技术来消除死区效应。具体算法如下：
a)当参考信号和电子器件的输出信号超过了死区宽度时，给输出信号加上一个偏置值。
b)当参考信号和电子器件的输出信号低于死区宽度时，不对输出信号做调整。
c)死区宽度根据测量结果来确定。
通过对死区宽度进行修正，可以消除死区效