300W小功率光伏并网发电系统的设计与研究

【摘要】： 随着环境问题和能源问题的日益突出,开发利用清洁可再生能源势在必行。太阳能作为一种清洁的、取之不尽用之不竭的能源,其应用越来越广泛。近年来,光伏并网发电技术作为一种典型的太阳能应用技术,发展非常迅速。 在对小功率光伏并网发电系统进行设计时,除了系统的高效性外,系统的制作成本也是评价设计优劣的重要指标之一。本文通过深入的研究各种DC/DC技术,最终设计出了Boost级联变换器,该变换器具有升压特性好、成本低等优点。在此基础上,设计出了一套以Boost级联变换器作为DC/DC模块的300W小功率光伏并网发电系统主电路。本论文的主要内容包括以下三个方面: 1、对各种DC/DC技术做了详细地分析与对比,在此基础上设计出了Boost级联变换器,并通过MATLAB/Simulink仿真和电路实验分别从理论和实际上验证了Boost级联变换器良好的升压特性。 2、分析了光伏并网逆变器的四种工作模态,阐述了SPWM技术的原理,并对SPWM信号的产生过程做了仿真实验。 3、以Boost级联变换器作为DC/DC模块、全桥逆变器作为DC/AC模块,设计了一套300W小功率光伏并网发电系统主电路,并通过MATLAB/Simulink仿真和电路实验分别从理论和实际上验证了该设计的可行性。 【关键词】：DC/DC技术 Boost级联变换器 光伏并网逆变器 SPWM技术
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM615
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 课题研究的背景及意义7-8
• 1.2 光伏并网发电系统研究现状8-12
• 1.2.1 光伏并网发电系统的分类8-9
• 1.2.2 光伏并网发电系统的拓扑结构9-12
• 1.3 本文所做的主要工作及创新点12-13
• 第二章 DC/DC升压模块设计13-29
• 2.1 光伏电池简介13
• 2.2 DC/DC升压变换器13-23
• 2.2.1 隔离型DC/DC变换器14-20
• 2.2.2 Boost变换器20-23
• 2.3 Boost变换器的级联23-26
• 2.4 Boost级联变换器的仿真26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 单相光伏并网逆变器的设计与研究29-45
• 3.1 光伏并网逆变器的分类29-30
• 3.2 光伏逆变器工作原理30-32
• 3.3 并网逆变器的控制策略32-36
• 3.3.1 固定开关频率控制33-34
• 3.3.2 滞环比较控制34-36
• 3.4 SPWM技术及其死区控制36-42
• 3.4.1 单级性SPWM技术36-38
• 3.4.2 双极性SPWM技术38-39
• 3.4.3 死区效应及死区补偿39-42
• 3.5 双极性SPWM控制方式仿真42-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第四章 300W小功率光伏并网发电系统的设计与仿真45-66
• 4.1 系统设计方案45-46
• 4.1.1 系统主电路拓扑结构45-46
• 4.1.2 系统技术要求46
• 4.2 Boost级联电路参数设计46-51
• 4.2.1 电感的设计46-49
• 4.2.2 电容的设计49-50
• 4.2.3 开关管的选择50-51
• 4.2.4 二极管的设计51
• 4.3 逆变电路主要参数的设计51-54
• 4.3.1 滤波电感的设计51-53
• 4.3.2 开关管的选取53-54
• 4.4 其他参数的设计54
• 4.4.1 输入电容54
• 4.4.2 吸收电容54
• 4.5 控制电路设计54-58
• 4.5.1 驱动电路54-56
• 4.5.2 PWM信号产生电路56-58
• 4.6 全桥逆变器的设计58-60
• 4.7 系统主电路的仿真60
• 4.8 系统主电路及实验结果60-65
• 4.8.1 Boost电路升压特性实验60-63
• 4.8.2 系统主电路实验63-65
• 4.9 本章小结65-66
• 第五章 总结与展望66-67
• 5.1 总结66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-70
• 发表论文和科研情况说明70-71
• 致谢71

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