并网光伏微型逆变器研究

【摘要】：太阳能作为一种无污染的可再生能源，在能源日益紧张的今天，已成为全球各国纷纷向新能源领域进军的热点光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心，正不断地向高效率高可靠性高功率密度及低成本方向发展而微型逆变器能克服传统集中式光伏发电系统在局部阴影下的最大功率跟踪问题，近几年来更成为研究的焦点本文以光伏并网微型逆变器为研究对象，紧紧抓住几个关键技术问题，对硬件原理以及控制策略进行了详细分析，研制了一种交错反激式光伏并网微型逆变器 研究了局部阴影下光伏阵列的输出特性，指出了传统集中式光伏逆变器的局限性，突出体现了微型逆变器在最大功率跟踪上充分利用太阳能资源以及防止热斑现象发生的优势；总结了微型逆变器领域目前使用最广泛的两种反激逆变器的拓扑，详细分析了其工作原理并网原理，并对其优缺点进行了比较，折中考虑选择了有源钳位交错反激拓扑；着重分析了反激式逆变器各部分的损耗，根据微型逆变器高效率的要求，采用软开关技术减少了功率开关元件的损耗，实现了漏感能量的回收；为克服电解电容的寿命问题，从功率解耦原理出发，针对两种常见解耦电路，进行了详细的分析与比较，并通过仿真分析证明了解耦电路的可行性 在控制策略方面，具体分析了反激变换器的两种工作模式，通过对其优缺点的研究，采用了一种DCM和BCM混合控制模式，简化了控制环路，又提高了并网波形质量在MPPT控制策略方面，针对微逆变器低成本的要求，采用无电流传感器的单增量电导法，省去电流传感器，既节约成本又减小逆变器的体积；鉴于分布式并网标准对入网电流的严格要求，对电网电流建立了DCM模式下的反激变换器模型，并给出了MATLAB仿真结果 在分析和仿真的基础上，搭建230w光伏微型逆变器实验平台，实现微逆变器基本功能，验证理论分析的可行性并针对实验结果，提出了切实可行的优化设计 【关键词】：局部阴影 微逆变器 功率解耦 有源钳位 单增量电导法MPPT
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 微型逆变器的发展与研究概述10-12
• 1.1.1 微型逆变器的研究背景及优势11-12
• 1.2 局部阴影下光伏阵列的输出特性12-16
• 1.2.1 串联型光伏组件在局部阴影下的输出特性13-14
• 1.2.2 并联型光伏组件在局部阴影下的输出特性14-16
• 1.3 微逆变器的关键技术16-17
• 1.4 论文主要研究内容17-19
• 第二章 微型逆变器拓扑研究19-31
• 2.1 微逆变器拓扑概述19
• 2.2 反激式微型逆变器19-23
• 2.2.1 反激逆变器工作原理20
• 2.2.2 电流闭环参考信号的设计20-23
• 2.2.3 正弦半波参考电流信号的补偿校正23
• 2.3 准谐振反激式逆变器23-26
• 2.4 有源钳位反激式逆变器26-29
• 2.5 两种控制方式对比分析29
• 2.6 本章小结29-31
• 第三章 微型逆变器软开关技术及功率解耦控制31-40
• 3.1 微逆变器软开关技术31-34
• 3.1.1 微逆变器损耗分析31-33
• 3.1.2 有源钳位漏感能量吸收33-34
• 3.2 微逆变器功率解耦技术34-39
• 3.2.1 功率解耦技术概述34-35
• 3.2.2 功率解耦的实现策略35-36
• 3.2.3 几种功率解耦电路的比较36-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第四章 微型逆变器控制策略研究40-59
• 4.1 交错反激逆变器工作模式分析40
• 4.2 微逆变器的 MPPT 控制策略40-45
• 4.2.1 典型的 MPPT 控制策略40-41
• 4.2.2 两种自寻优方法的比较41-42
• 4.2.3 单增量法 MPPT 控制策略42-45
• 4.3 交错反激逆变器并网电流环控制45-56
• 4.3.1 DCM 反激变换器建模45-50
• 4.3.2 断续工作模式下的传递函数50-54
• 4.3.3 电流环建模54-56
• 4.4 微型逆变器仿真56-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第五章 并网实验及系统的优化设计59-64
• 5.1 并网实验结果及分析59-60
• 5.2 过零点畸变60-61
• 5.3 单级式并网逆变器直流母线崩溃问题61-62
• 5.4 提高并网逆变器欧洲效率62-63
• 5.5 本章小结63-64
• 总结与展望64-65
• 参考文献65-69
• 附录69-70
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果70-71
• 致谢71-72
• 附件72

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