低輸入電壓高效率光伏并網(wǎng)微逆變器的研究

【摘要】：隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源危機(jī)和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重。因此,新能源的發(fā)展迫在眉睫。太陽能因其清潔、豐富、無污染等優(yōu)點(diǎn)受到眾多科研工作者的青睞。其中,微型光伏發(fā)電系統(tǒng)以其高可靠性、高效率、易擴(kuò)展等優(yōu)勢(shì)逐漸引起人們的關(guān)注。本文針對(duì)單個(gè)光伏電池板輸出電壓比較低這一問題,提出了一種新型并網(wǎng)微逆變器拓?fù)?。該拓?fù)淝凹?jí)采用一種非隔離型高效率高增益DC/DC結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)技術(shù)；后級(jí)為全橋逆變結(jié)構(gòu),采用單電感濾波,應(yīng)用軟件鎖相、重復(fù)控制電流內(nèi)環(huán)、電壓外環(huán)等軟件控制方法實(shí)現(xiàn)逆變并網(wǎng)。該拓?fù)渚哂休斎腚妷旱汀⑿矢?、開關(guān)管電壓應(yīng)力低等特點(diǎn)。本文研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：(1)介紹光伏微逆變器研究背景、意義以及技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)比了幾種光伏并網(wǎng)微逆變器拓?fù)?提出一種新型微逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。(2)分析對(duì)比多種實(shí)現(xiàn)高增益高效率的DC/DC升壓變換器結(jié)構(gòu),確定出微逆變器的前級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),即基于耦合電感的有源箝位DC/DC升壓變換器。詳細(xì)分析了該電路的工作過程,并且就增益曲線、軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)條件、開關(guān)管電壓應(yīng)力等方面展開詳細(xì)介紹。最終通過仿真驗(yàn)證了該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的正確性及優(yōu)越性。(3)并網(wǎng)電流的控制主要通過對(duì)逆變級(jí)的控制實(shí)現(xiàn)。硬件方面,對(duì)濾波器的選型及參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)分析。軟件方面,通過電網(wǎng)電壓正過零點(diǎn)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)鎖相并網(wǎng),利用電壓環(huán)確保母線電壓穩(wěn)定,加入重復(fù)控制電流環(huán)獲得低THD的并網(wǎng)電流。本文對(duì)電壓環(huán)、重復(fù)控制電流環(huán)進(jìn)行了建模分析,給出補(bǔ)償環(huán)節(jié)的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程。(4)根據(jù)以上分析,研制了一臺(tái)輸入電壓標(biāo)稱值為48V,輸出功率為300W的微逆變器樣機(jī),實(shí)現(xiàn)逆變并網(wǎng),給出并網(wǎng)電壓電流波形和開關(guān)器件軟開關(guān)波形,整機(jī)效率最高可達(dá)94%。從而驗(yàn)證了該電路拓?fù)渚哂袃?yōu)良的入網(wǎng)波形質(zhì)量和高轉(zhuǎn)換效率。 【關(guān)鍵詞】：光伏 并網(wǎng)微逆變器 高增益 高效率 THD 重復(fù)控制
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 光伏微逆變器研究背景和意義11-13
• 1.2 光伏微逆變器現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文研究目標(biāo)及內(nèi)容15-17
• 1.3.1 本文的研究目標(biāo)15
• 1.3.2 本文主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 微逆變器拓?fù)溲芯?/span>17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 微逆變器拓?fù)涓攀?/span>17-21
• 2.3 高效率高增益DC/DC電路拓?fù)涓攀?/span>21-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 非隔離型高增益高效率DC/DC變換器25-37
• 3.1 引言25
• 3.2 非隔離型高增益高效率DC/DC變換器工作原理25-29
• 3.3 軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)條件29
• 3.4 非隔離型高增益高效率DC/DC變換器增益及器件電壓應(yīng)力計(jì)算29-32
• 3.4.1 非隔離型高增益高效率DC/DC變換器增益計(jì)算29-32
• 3.4.2 非隔離型高增益高效率DC/DC變換器器件電壓應(yīng)力計(jì)算32
• 3.5 非隔離型高增益高效率DC/DC變換器仿真32-35
• 3.6 本章小結(jié)35-37
• 第4章 DC/AC逆變級(jí)設(shè)計(jì)37-48
• 4.1 引言37
• 4.2 輸出濾波電感設(shè)計(jì)37-39
• 4.3 并網(wǎng)控制方法39-47
• 4.3.1 電壓環(huán)設(shè)計(jì)40-42
• 4.3.2 基于L型濾波器的電流環(huán)設(shè)計(jì)42-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第5章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與分析48-57
• 5.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)48-51
• 5.1.1 系統(tǒng)構(gòu)成48-49
• 5.1.2 驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路設(shè)計(jì)49-51
• 5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)51-52
• 5.3 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)平臺(tái)及波形分析52-57
• 第6章 總結(jié)與展望57-59
• 6.1 全文工作總結(jié)57
• 6.2 后續(xù)工作展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 作者簡(jiǎn)歷63

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