單相單級光伏并網(wǎng)微逆變器的研究與實現(xiàn)

【摘要】：由于全球能源緊缺及環(huán)境污染等問題的日益加重，光伏發(fā)電因其清潔、便利、高效、安全等優(yōu)勢已然成為世界各國普遍關注與重點發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)。其中適用于分布式光伏發(fā)電的模塊化微逆變器成為當下國內(nèi)外研究的熱點。本課題針對單相單級光伏并網(wǎng)發(fā)電微逆變器的拓撲及控制方案進行研究。 首先，本文對單相單級光伏并網(wǎng)微逆變器進行整體方案設計。采用有源箝位交錯并聯(lián)反激變換器加工頻轉向橋電路作為微逆變器的電路主拓撲；采用全數(shù)字控制策略實現(xiàn)對全系統(tǒng)的閉環(huán)控制。 其次，對單相單級光伏并網(wǎng)微逆變器進行詳細的硬件設計。通過理論分析計算、器件參數(shù)定標等設計了可靠、安全、高效的硬件電路，包括主功率電路、DSC數(shù)字信號控制電路、模擬信號采樣調(diào)理電路、保護電路等。 本文根據(jù)設計指標要求對全數(shù)字控制方案進行了詳細的設計，對閉環(huán)并網(wǎng)電流數(shù)字控制技術、孤島檢測技術、MPPT技術做了研究，并進行了全數(shù)字控制方案的saber軟件仿真，驗證了全數(shù)字控制方案的可行性與適用性。 最后，制作了一臺單相單級光伏并網(wǎng)微逆變器實驗樣機，測試結果表明，該微逆變器可以滿足性能指標要求，具備良好的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能。 【關鍵詞】：光伏發(fā)電 并網(wǎng) 微逆變器 反激變換器 數(shù)字控制 飛思卡爾DSC
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 能源危機與光伏發(fā)電13-18
• 1.1.1 光伏發(fā)電的研究背景與研究意義13
• 1.1.2 光伏產(chǎn)業(yè)的國內(nèi)外發(fā)展概況13-15
• 1.1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)綜述15-18
• 1.2 光伏并網(wǎng)微逆變器技術概況18-20
• 1.2.1 光伏并網(wǎng)逆變器拓撲結構研究現(xiàn)狀18-19
• 1.2.2 單相單級光伏并網(wǎng)微逆變器的拓撲研究與控制策略19-20
• 1.3 本課題主要研究內(nèi)容20-21
• 第二章 單相單級光伏并網(wǎng)微逆變器的總體方案設計21-32
• 2.1 單相單級光伏并網(wǎng)微逆變器的指標參數(shù)21
• 2.2 單相單級光伏并網(wǎng)微逆變器的總體設計方案21-31
• 2.2.1 單相單級光伏并網(wǎng)微逆變器的拓撲結構選擇22-25
• 2.2.2 單相單級光伏并網(wǎng)微逆變器的控制策略選擇25-29
• 2.2.3 單相單級光伏并網(wǎng)微逆變器數(shù)字信號控制器的研究29-31
• 2.3 本章小結31-32
• 第三章 單相單級光伏并網(wǎng)微逆變器的硬件設計32-51
• 3.1 主電路設計32-41
• 3.1.1 主功率電路的拓撲結構優(yōu)化與工作原理分析32-35
• 3.1.2 主功率器件參數(shù)設計及選型設計35-41
• 3.2 數(shù)字信號控制電路硬件設計41-45
• 3.3 采樣調(diào)理電路的設計45-46
• 3.4 驅動電路的設計46-47
• 3.5 輔助電源模塊設計47-50
• 3.6 本章小結50-51
• 第四章 單相單級光伏并網(wǎng)微逆變器的數(shù)字控制方案設計51-67
• 4.1 數(shù)字控制方案的總體設計51
• 4.2 并網(wǎng)電流的閉環(huán)控制算法設計51-57
• 4.2.1 數(shù)字 PI 控制算法52-55
• 4.2.2 數(shù)字 PI 控制器的 saber 仿真55-57
• 4.3 數(shù)字鎖相（PLL）與孤島檢測57-64
• 4.3.1 數(shù)字鎖相及功率管驅動信號的生成57-59
• 4.3.2 DSC 驅動生成的原理59-61
• 4.3.3 孤島檢測技術61-64
• 4.4 最大功率點跟蹤（MPPT）技術64-66
• 4.5 本章小結66-67
• 第五章 樣機測試與結果分析67-74
• 5.1 單相單級光伏并網(wǎng)微逆變器的實驗波形67-71
• 5.2 實驗數(shù)據(jù)結果分析71-73
• 5.3 本章小結73-74
• 第六章 總結與展望74-76
• 6.1 本課題工作總結74
• 6.2 后期工作展望74-76
• 參考文獻76-81
• 致謝81-82
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文82

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