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近些年由于化石能源的过度使用,导致环境污染日益严重。为了避免环境的持续恶化,太阳能光伏发电受到各国的广泛关注和研究,其中逆变器在光伏发电系统中扮演着至关重要的角色。由于传统逆变器、Z源逆变器及其衍生逆变器在升压能力以及器件应力等方面存在升压能力不足,电压、电流应力较大等缺点,在光伏发电中的使用存在一定的局限性。本文针对光伏逆变器的升压能力以及器件应力方面做了相关研究。 本文介绍了Z源逆变器和I、II型Z源逆变器在升压能力及器件应力等方面的优缺点,指出其在升压能力、电容电压应力、电感电流应力等方面存在的不足。针对这些不足,本文通过对II型Z源逆变器的改进,提出了一种改进型的Z源逆变器—增强型开关电感准Z源逆变器(以下简称为增强型逆变器或者增强型拓扑)。本文主要对增强型逆变器做了如下研究: (1)针对传统Z源逆变器在升压能力方面的不足,通过对II型Z源逆变器拓扑结构的改进,使得增强型逆变器的升压能力大幅提高。在同等的直通占空比下,增强型拓扑具有较高的升压因子,满足多数低压系统在恶劣工况下的升压要求。 (2)针对传统Z源逆变器在器件应力方面的不足,通过对比I、II型拓扑,指出在相同输入电压、相同电压增益G下,增强型拓扑在电容电压应力、电感电流应力、逆变桥开关管的电压应力等方面的优势;给出二极管在直通与非直通状态下的电压应力分析。 (3)针对不同的控制方法,给出了增强型逆变器相关器件的理论分析;给出在不同控制方法下增强型网络中电容值计算方法、电感量计算方法;分析了逆变桥开关管在不同控制方法下电压应力以及电流应力的设计方法。 最后在理论分析的基础上建立增强型开关电感准Z源逆变器的仿真模型及实验平台,通过仿真和实验验证了增强型拓扑的可行性和优越性。