太阳能微逆变器效率优化设计

【摘要】：现如今，随着资源和能源越来越紧缺，可再生资源的充分开发显得越来越重要。太阳能微逆变器是可再生资源利用的一个重要手段。再加上光伏产业在国外受阻，国家有意扩大国内市场的背景下，高效率太阳能微逆变器的设计是时下科研热点。 本文是对太阳能微逆变器进行效率优化设计，突破了传统的太阳能逆变器的设计方法。首先从太阳能微逆变器的整体设计方案上入手，从原理上分析如何设计方案能使太阳能微逆变器具有最大的效率。结合MPPT（最大效率点追踪）和PLL（锁相环）这两部分，采用PI算法，获得具体的设计方案。然后，对太阳能微逆变器的硬件电路设计，从硬件的角度讲解如何提高太阳能微逆变器的效率。先描述硬件电路框图，整体把握硬件电路。然后把电路分为交错反激式DC/DC电路、DC/AC电路、滤波电路、控制芯片电路、电路载波电路，并一一进行讲解。结合硬件模块设计，设计出软件程序模块。首先是主程序设计，主要靠虚拟机和中断实现的。然后是PWM程序设计和SPWM程序设计。最后介绍MPPT模块和PLL模块的程序设计的大体思路，以方便程序的编写。 在效率优化设计的过程中有两种仿真过程：Proteus仿真和SIMUlink仿真。Proteus仿真验证的是软件设计，SIMUlink仿真验证的是硬件设计。仿真成功后，设计制作电路板，进行软硬件调试，分析实物的实验结果，得出太阳能微逆变器的效率。总结了论文的主要研究工作，对太阳能微逆变器的效率优化设计进行了展望，提出下一步工作计划。 【关键词】：太阳能微逆变器 效率优化 DC/DC DC/AC 交错反激式 MPPT
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 本课题的研究背景和现状9
• 1.2 本课题的研究意义9-11
• 1.2.1 微逆变器是实现光伏产业回暖的关键9-10
• 1.2.2 微逆变器是国家规划的重要环节10-11
• 1.2.3 微逆变器可以改善人们的生活11
• 1.3 微逆变器的概述11-14
• 1.3.1 微逆变器的特性12
• 1.3.2 微逆变器的分类12-13
• 1.3.3 微逆变器的安全性13-14
• 1.4 微逆变器的关键技术14-16
• 1.4.1 直流分量注入和对地漏电流问题14-15
• 1.4.2 孤岛效应及其检测技术15-16
• 1.5 论文研究主要内容16-19
• 1.5.3 本人主要承担的设计工作17-19
• 第二章 太阳能微逆变器的整体设计19-37
• 2.1 整体设计方案19-26
• 2.1.1 光伏电池的基本原理和等效电路20-21
• 2.1.2 DC/DC 变换器21-23
• 2.1.3 DC/AC 变换器23-25
• 2.1.4 滤波器电路25-26
• 2.2 MPPT26-31
• 2.2.1 恒定电压法27-28
• 2.2.2 干扰观察法28-29
• 2.2.3 增量电导法29-31
• 2.3 PLL31-32
• 2.4 PI 算法32-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第三章 太阳能微逆变器的硬件电路设计37-55
• 3.1 硬件电路的整体框图37-38
• 3.2 有源钳位交错反激 DC/DC 电路38-45
• 3.2.1 电流控制模式38-40
• 3.2.2 交错反激变换器40-42
• 3.2.3 有源钳位电路42-43
• 3.2.4 DC/DC 电路设计的基本原理43-45
• 3.3 软开关技术的 DC/AC 电路45-47
• 3.4 电力载波电路47-50
• 3.5 电源电路50-52
• 3.6 控制芯片电路52-54
• 3.7 本章小结54-55
• 第四章 太阳能微逆变器的软件设计55-62
• 4.1 主程序设计55-56
• 4.2 PWM 程序设计56-58
• 4.3 SPWM 程序设计58-59
• 4.4 MPPT 软件设计59-60
• 4.5 PLL 软件设计60-61
• 4.6 本章小节61-62
• 第五章 实验与结果62-66
• 5.1 仿真结果与分析62-63
• 5.2 实物结果与分析63-65
• 5.3 本章小结65-66
• 总结与展望66-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-73
• 附录73

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