光伏级联多电平逆变器的MPPT与THD优化：5级与7级对比研究

本文主要探讨了在化石燃料短缺和环保压力日益增大的背景下，多电平逆变器（Multilevel Inverters, MLIs）与光伏系统（Photovoltaic, PV）的结合应用，特别是在5电平和7级级联H桥多电平逆变器（Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter, CHB-MLI）中的应用。研究焦点集中在最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking, MPPT）技术，这是一种优化电力输出的方法，能够在不断变化的光伏阵列电压输出（受大气温度和辐射强度影响）条件下，确保系统效率最大化。 文章详细比较了5级和7级CHB-MLI在光伏系统中的性能，特别是针对总谐波失真（Total Harmonic Distortion, THD）和开关损耗这两个关键指标。THD反映了电网中非正弦波形的影响，对于电力质量和逆变器效率至关重要。通过采用基于遗传算法（Genetic Algorithm, GA）的选择性消谐脉宽调制（Selective Harmonic Elimination Pulse Width Modulation, SHE-PWM）技术，作者旨在降低THD并减少功率损耗。 在实验部分，作者利用MATLAB/SIMULINK软件进行仿真分析，通过这种方式，可以精确地模拟光伏系统的动态行为以及不同控制策略的效果。通过对5级和7级CHB-MLI的对比研究，论文揭示了不同级联电平设计在实际运行中的优势和局限性，这对于优化光伏系统的设计和选择合适的逆变器结构具有重要的指导意义。 这篇论文不仅提供了对MPPT技术在光伏级联多电平逆变器中的具体应用方法，还展示了如何通过遗传算法优化控制策略以改善系统性能，对推动可再生能源领域，尤其是光伏系统的高效、绿色电力生产具有理论价值和实践参考价值。