1700W光伏并網逆變器功率系統(tǒng)設計

【摘要】：近年來,PV(光伏)并網發(fā)電在可再生清潔能源利用的領域,已經取得了長足的進步,是目前最具有實用價值的研究方向之一。PV逆變器作為太陽能并網發(fā)電的核心部分,向著高功率大型工業(yè)化的集中式發(fā)電和低功率輕型家庭化的分布式發(fā)電兩個研究方向延伸,并越來越注重安全性、智能性和多功能性。 本文的研究目的是設計并實現(xiàn)一種分布式小功率隔離型家用并網PV逆變器的功率系統(tǒng),并保證與控制系統(tǒng)的匹配,實現(xiàn)完備的太陽能逆變功能。首先本文按照項目指標和預算選擇了安全經濟且易于控制的隔離型逆變拓撲,并根據系統(tǒng)功能將功率系統(tǒng)劃分為全橋電路,供電電源,輔助功能電路三個部分。其中,全橋電路的驅動設計使用了低成本的雙通道自舉式IGBT(絕緣柵雙極性晶體管)驅動器,無需獨立隔離電源,輸出電壓尖峰最大值小于4V,穩(wěn)定性良好。供電電源的設計針對太陽能電池板的寬幅特性,選擇了高效經濟的反激式開關電源,滿足系統(tǒng)多路供電的需求,夜間自耗電僅50mW達到了CEC(加州能源協(xié)會)標準。輔助功能電路則設計了可有效地吸收高階諧波和EMI的直流/交流濾波電路,用于實時反饋控制和保護的多路采樣電路,以及用于隔離升壓的高效環(huán)形工頻變壓器。最后,本文針對調試好的樣機進行了性能測試和穩(wěn)定性試驗,確保樣機功能完整并能夠長期穩(wěn)定地工作。 目前,本文研制的PV并網逆變器第二版樣機已經通過了全部驗收測試,其中最高效率達到了92.45%、滿功率THD(總諧波失真)為1.2%、PF(功率因數(shù))為1,這3個主要參數(shù)已達到了同類歐洲水平,并且整機的硬件成本相比國外產品更低。同時,該樣機已在實驗室穩(wěn)定運行了2個月,總計發(fā)電超過140千瓦時。 【關鍵詞】：PV逆變器 自舉式驅動 反激式電源 隔離并網
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 引言10-15
• 1.1 光伏發(fā)電的應用背景10-12
• 1.2 光伏并網逆變器技術發(fā)展趨勢12-14
• 1.3 本文研究內容14-15
• 第二章 光伏并網逆變器總體設計15-21
• 2.1 光伏并網發(fā)電系統(tǒng)簡介15-16
• 2.2 光伏并網逆變器設計總述16-21
• 2.2.1 系統(tǒng)結構與工作模式16-18
• 2.2.2 控制系統(tǒng)簡述18-21
• 第三章 全橋驅動電路設計21-40
• 3.1 驅動總體方案設計21-25
• 3.1.1 驅動設計分析21-23
• 3.1.2 驅動環(huán)境與指標23-25
• 3.2 重要器件選擇與功能實現(xiàn)25-34
• 3.2.1 控制芯片簡介25-26
• 3.2.2 分立器件選擇26-31
• 3.2.3 工作原理與保護電路31-34
• 3.3 驅動功耗分析與散熱設計34-39
• 3.3.1 功耗分析34-36
• 3.3.2 散熱器設計36-39
• 3.4 驅動PCB設計39-40
• 第四章 供電電源設計40-56
• 4.1 供電需求與指標40-41
• 4.2 電源拓撲選擇41-43
• 4.3 電源電路設計43-51
• 4.3.1 控制方式43-45
• 4.3.2 啟動電路45-46
• 4.3.3 濾波、整流電路46-48
• 4.3.4 保護、緩沖電路48-50
• 4.3.5 反饋電路50-51
• 4.4 電源磁路設計51-53
• 4.4.1 高頻變壓器51-53
• 4.4.2 濾波電感53
• 4.5 次級供電設計53-54
• 4.6 電源PCB設計54-56
• 第五章 輔助功能電路設計56-68
• 5.1 采樣與保護電路設計56-60
• 5.1.1 采樣控制與保護56-59
• 5.1.2 繼電器保護59-60
• 5.2 濾波電路設計60-65
• 5.2.1 直流輸入濾波電路60-62
• 5.2.2 交流輸出濾波電路62-65
• 5.3 隔離工頻變壓器設計65-68
• 5.3.1 指標要求與選型65-66
• 5.3.2 測試與分析66-68
• 第六章 整機測試及結論68-76
• 6.1 分項測試與分析68-74
• 6.1.1 測試條件說明68-69
• 6.1.2 效率測試69-70
• 6.1.3 功率因數(shù)測試70-71
• 6.1.4 THD測試71-72
• 6.1.5 孤島保護測試72-73
• 6.1.6 MPPT測試73-74
• 6.2 測試結論74-76
• 第七章 總結與展望76-78
• 7.1 總結76
• 7.2 展望76-78
• 致謝78-79
• 參考文獻79-81
• 攻碩期間取得的研究成果81
• ●發(fā)表論文81
• ●參與項目81
• ●碩士期間獲得榮譽81

您可以在本站搜索以下學術論文文獻來了解更多相關內容

IR2110在驅動大中功率IGBT模塊中的應用    陶海敏,何湘寧

基于LCL簡化模型的PWM變流器電流環(huán)控制策略    魏毅立;徐陽;

30kW太陽能并網發(fā)電系統(tǒng)應用與運行淺析    沈晨;陳曉明;

IR2110功率驅動集成芯片應用    楚斌

IGBT的驅動與過流保護電路    劉躍敏，王新勇，李紹滋，梁文林

IGBT功率元件的應用及保護技術    姬戰(zhàn)國;尹芳芳;王永明;

直面能源危機    新華

IGBT驅動器的選擇    馮菁;

基于單片機的電話報警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)    郭紅濤;郭朝彬;

智能報警系統(tǒng)的設計    陳世夏;丁國臣;戚甫峰;

智能害蟲捕殺器的研究    安玉;吳有林;

蔬菜大棚溫度調節(jié)控制器    賈宇琛;李巖;肖珂;

靜電除塵振打系統(tǒng)保護器的設計    陳小林;程萬勝;劉江濤;

放大電路中的反饋快速判斷教學方法    王曉明;王慶亮;王春巖;

實踐教學在高校電子信息類教學中的作用    張?zhí)禊i;翟亞芳;趙紅艷;

具有實時語音播報運動木棒長度計量儀的設計    王剛;

一種阻容在線測試的方法    張輝,李凱,蘇建霞

一種基于DSP的曼徹斯特Ⅱ碼解析系統(tǒng)    陳超波;張鵬;何寧;李永興;

最大功率跟蹤的光伏并網逆變器研究    楊海柱,金新民

IGBT驅動及短路保護電路研究    李振民,劉事明,張銳

西藏安多光伏電站電氣設備絕緣特性的研究    孫廣生,孔力,李安定

太陽能光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的研究    王飛,余世杰,蘇建徽,沈玉梁

IR2110在驅動大中功率IGBT模塊中的應用    陶海敏,何湘寧

三相電壓型整流器的LCL型濾波器分析與設計    張憲平;李亞西;潘磊;趙斌;許洪華;

光伏系統(tǒng)用中小功率逆變電源的現(xiàn)狀與展望    王鶴;楊宏;

高頻鏈逆變電源的設計    段峻;段成剛;蘇彥民;張建榮;白小青;

太陽能高壓鈉燈高頻電子鎮(zhèn)流器的研究    馬志保;孫佩石;蘇建徽;張國榮;

基于TOPSwitch及PI Expert的單端反激式開關電源設計    張鋼;劉志剛;岳岱巍;沈茂盛;

電子調頻調壓調速鼠籠電動機設計探討    周啟章;

兩相逆變器—感應電動機系統(tǒng)的分析及動態(tài)性能模擬    李忠杰;戰(zhàn)福忠;

電流源型LCC諧振式逆變器研究    王汝文,張樂民

高頻大功率變頻技術綜述    賀昱曜,李宏

國外UPS發(fā)展的動向    吳隆安;蒙子杰;

逆變器并聯(lián)運行時環(huán)流的產生及抑制研究    劉小四,熊蕊

一種諧振直流環(huán)節(jié)逆變器的建模與校正    邢巖,嚴仰光,趙修科

用三電平PW M逆變器減小逆變器輸出中的共模電壓    韓偉,徐倩

軟開關技術三相PWM逆變器及效率的分析研究    明正峰,倪光正,鐘彥儒

逆變器輸出阻抗對并聯(lián)運行環(huán)流影響的研究    曾建友,陳息坤,段善旭,康勇

PWM逆變中IGBT的驅動與保護    舒志兵;劉俊泉;林錦國;趙英凱;

用于逆變器并聯(lián)的電力線通信技術研究    陳君杰;馮峰;林新春;段善旭;康勇;

西門子POLYDOROS-80 X線機逆變器短路消除電路原理及故障檢修    耿西亮;周樹成;張兵;

三電平逆變器空間電壓矢量調制算法的研究與實現(xiàn)    陳世浩;馮曉云;蔣威;韓坤;

一種新穎的正激直流環(huán)節(jié)逆變器的研究    李啟明;嚴仰光;

PRC電源中負載變化對逆變器開關狀態(tài)的影響    李金剛;鐘彥儒;盛祖權;

基于雙管正激變換器的單級逆變器研究    叢慶;馬運東;

一種新型便攜式逆變器的分析與設計    于海龍;劉鋒;

基于SOPC的三電平光伏逆變器SVPWM的設計與實現(xiàn)    杜超;陳阿蓮;段彬;張承慧;

一種新型的正弦波逆變器    陳江;馬皓;徐德鴻;

我國大功率光伏逆變器轉換率達98.8%    記者 胡兆珀

1000W準正弦逆變器    廣東 王澤雄

自制低成本高效率的家用逆變器    湖北 鄭偉濤

康佳液晶平板電視維修方法（二）    盧利偉

新車改裝點到為止    本報記者 曉惑

家庭有望成“微型電廠”    記者 孔祥福

PCB CAP來勢洶洶 高壓MLCC廠不懼    黃女瑛 DigiTimes

突破性新型節(jié)電產品——用抑制諧波數(shù)據軟件實現(xiàn)的數(shù)字式逆變器    佟曉天

光伏逆變器企業(yè)搭上復蘇快車訂單排到明年4月    記者 陳其玨　編輯 王曉

通用充電電源的制作    成都 青化 編譯

三相逆變器冗余并聯(lián)運行關鍵技術及應用研究    華明

輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)逆變器系統(tǒng)控制策略的研究    莊凱

中壓靜止無功發(fā)生器系統(tǒng)研究    鄭宏

混合多電平逆變器拓撲及其市制方法研究    丁凱

戶用式光伏并網發(fā)電控制策略的研究    任碧瑩

動態(tài)電壓恢復器逆變單元的研究與實現(xiàn)    趙艷雷

軟開關三相PWM逆變技術研究    許春雨

功率變換器的分布式控制和結構研究    胡磊

組合式軟開關高頻鏈逆變器的研究    孫向東

Z源逆變器研究    房緒鵬

基于雙CPU的UPS控制技術研究    吳渭

基于DSP的空間矢量逆變器的研究    傅乾斌

基于組合式逆變器并網發(fā)電的控制策略研究    李鵬程

500W光伏獨立/并網雙模逆變器的研究    陸寅

用于電能質量控制器的可控電源的研究    施芳

1kVA三態(tài)準PWM電流滯環(huán)控制逆變器研究    章建峰

級聯(lián)型逆變器的SPWM控制及開路故障診斷技術的研究    紀峰

SPWM逆變器控制技術研究    何中一

基于DSP控制的靜止無功發(fā)生器的研究與試驗    陳新苗

基于ADPLL逆變器頻率跟蹤控制方法的研究    梁寶明