1、當(dāng)今社會，地球不可再生能源儲量逐年減少，環(huán)境污染造成了不可逆轉(zhuǎn)的危害，因此風(fēng)能、太陽能等新能源的開發(fā)和利用成為當(dāng)務(wù)之急。三相AC/DC雙向變流器能夠?qū)崿F(xiàn)交直流變換和能量的雙向流動，在新能源發(fā)電、電動汽車充換電站等場合有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的兩電平三相橋式AC/DC雙向變流器具有功率器件少、功率因數(shù)可控等優(yōu)點，但為避免橋臂直通而加入的死區(qū)會導(dǎo)致諧波含量的增加，現(xiàn)有的死區(qū)諧波補償方法則對控制系統(tǒng)提出了更高的要求。目前，提高三相AC/DC雙向變流

2、器工作可靠性和效率，減小交流側(cè)電流諧波含量具有重要的意義。本文針對無死區(qū)三相AC/DC雙向變流器，研究了其關(guān)鍵技術(shù)，主要內(nèi)容如下：
　　(1)針對橋式拓撲存在橋臂直通這一問題，在不增加可控開關(guān)器件的前提下，研究無死區(qū)AC/DC變流器拓撲的生成規(guī)律，提出了一種無死區(qū)變流器拓撲的生成方法，并利用該方法生成了多種無死區(qū)AC/DC拓撲。通過分析各拓撲的損耗以及全周期和半周期控制方式對變流器波形質(zhì)量和效率的影響，比較了各拓撲的優(yōu)缺點。分析結(jié)

3、果表明：所生成的雙Buck/雙Boost拓撲需要采用半周期控制方式以提高效率，但半周期控制存在交流側(cè)電流的過零畸變問題；自環(huán)流AC/DC拓撲無電流過零畸變問題，但其效率低于半周期控制下的雙Buck/雙Boost拓撲；帶高頻整流橋AC/DC拓撲也能夠?qū)崿F(xiàn)無死區(qū)和能量的雙向流動，但其效率低于其它拓撲。
　　(2)針對雙Buck/雙Boost拓撲的半周期控制策略，分析導(dǎo)致交流側(cè)電流過零畸變的原因，提出了一種抑制電流過零畸變的控制方法，通

4、過紋波電流負反饋改變?nèi)嚯娏鬟^零點附近的基準(zhǔn)信號，從而減小導(dǎo)致過零畸變的高頻紋波電流。針對新型控制方法會增加電流環(huán)在LCL諧振頻率處增益，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題，結(jié)合主動和被動阻尼方法，分析了紋波電流負反饋對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。仿真和實驗結(jié)果表明：半周期控制下加入紋波電流負反饋可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下有效地抑制交流側(cè)電流的過零畸變。
　　(3)由于實際電網(wǎng)非理想，需要提高無死區(qū)變流器對非理想電網(wǎng)的適應(yīng)性。針對現(xiàn)有鎖相技術(shù)中鎖相

5、角受非理想電網(wǎng)電壓影響、且計算較為復(fù)雜的問題，討論了進行無鎖相控制的可行性，提出了一種基于坐標(biāo)變換的無鎖相控制方法，進一步減小變流器的交流側(cè)電流諧波。討論了實際電網(wǎng)頻率和由控制器生成的相位角頻率不相同時可能導(dǎo)致的問題，并采用無功功率負反饋控制方法確保參與坐標(biāo)變換的相位角的頻率能夠跟蹤電網(wǎng)的實際頻率。仿真和實驗結(jié)果表明：所提出的控制方法能夠有效降低非理想電網(wǎng)對變流器性能的影響。
　　(4)無死區(qū)拓撲避免了死區(qū)引入的電流畸變，針對無死

6、區(qū)拓撲與有死區(qū)拓撲的交流側(cè)濾波器設(shè)計的異同之處，研究適用于三相橋式拓撲和無死區(qū)拓撲的LCL濾波器設(shè)計與優(yōu)化方法，提出了一種基于變流器電流總諧波失真(THD)模型的參數(shù)優(yōu)化方法。通過對變流器橋臂輸出電壓進行雙重傅里葉變換，計算出功率管高頻開關(guān)導(dǎo)致的電流諧波，通過對變流器有無死區(qū)情況下的諧波分析，計算死區(qū)引入的電流諧波并討論有死區(qū)和無死區(qū)對變流器諧波含量的影響。基于諧波分析建立開環(huán)THD模型，并在此基礎(chǔ)上分析控制環(huán)路對THD的影響，從而建立

7、閉環(huán)THD模型，采用數(shù)值優(yōu)化方法進行LCL濾波器的參數(shù)優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，為減少計算時間，采用試驗設(shè)計的方法建立THD估算模型，采用簡約梯度算法對LCL濾波器參數(shù)進行優(yōu)化，從而得到最終的LCL濾波器參數(shù)。仿真和實驗結(jié)果表明：所設(shè)計的LCL濾波器能夠滿足THD和SHD的要求。
　　(5)研究無死區(qū)變流器在逆變工作模式下的抗孤島效應(yīng)檢測問題，針對現(xiàn)有主動移頻式檢測方法存在檢測盲區(qū)的問題，提出了一種基于主動移頻法(AFD)的三相并網(wǎng)逆變器