模糊逻辑控制的级联H桥逆变器THD优化研究

级联H桥逆变器的THD分析与模糊逻辑控制器 多电平逆变器技术在当前的电力转换领域中占据重要地位，特别是在家庭和工业应用的中压转换中。然而，多电平逆变器的电能质量问题，如电压和电流的谐波失真，对诸如医疗仪器等敏感设备的运行造成困扰。谐波是由非线性负载连接到电力系统时产生的，可能导致设备性能下降甚至损坏。 为了解决这一问题，研究人员提出了一种七电平非对称级联H桥多电平逆变器，并配备了模糊逻辑控制器。这种新型逆变器设计的关键在于它只需要六个IGBT（绝缘栅双极晶体管）开关，同时具备三个不同额定电压的光伏模块（1:2:4），这降低了半导体开关的数量，从而减少了总的di/dt（电流变化率）和每个开关上的电压应力，进一步降低了开关损耗。 逆变器中的模糊逻辑控制器与正弦脉冲宽度调制（SPWM）技术相结合，生成了优化的选通脉冲，有助于降低总谐波失真（THD），提升逆变器的整体性能。为了确保光伏系统的高效运行，采用了降压-升压转换器维持光伏电压的恒定，该转换器集成了最大功率点跟踪（MPPT）技术。MPPT能够根据不同的气候条件，最大限度地提取太阳能电池板的功率。 在MPPT技术之后，还应用了Perturb and Observer算法，这是一种常用的追踪最大功率点的方法，能够在光照强度变化时快速响应。通过这样的设计，逆变器可以适应环境变化，持续提供稳定的电力输出。 评估这个新型逆变器拓扑的方法是通过Matlab/Simulink进行仿真。仿真结果证明了该方案的有效性，展示了其在降低THD和提高逆变器效率方面的显著优势。因此，这种逆变器结构特别适合于太阳能光伏应用，可以实现高效率、低失真的电力转换，满足各种敏感设备的需求。 总结来说，这篇论文探讨了如何利用模糊逻辑控制的七电平非对称级联H桥逆变器降低THD，提升电能质量。通过优化的开关策略和MPPT技术，实现了光伏系统的高效能量转换，降低了谐波影响，增强了系统的整体性能。这一创新设计对于推动清洁能源的广泛应用和提升电力系统的可靠性具有重要意义。