高性能離網(wǎng)型光伏電能變換技術(shù)研究

【摘要】：新能源技術(shù)的開發(fā)與利用對于解決當(dāng)前全球能源短缺和環(huán)境污染問題起到至關(guān)重要的作用,其中太陽能是目前最清潔而且取之不盡的一種能源。光伏發(fā)電系統(tǒng)越來越多的受到國內(nèi)外研究學(xué)者的關(guān)注。在分析、總結(jié)國內(nèi)外光伏發(fā)電系統(tǒng)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)之上,通過構(gòu)建單相光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)平臺,對其若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,提出了一種新穎高效的DC/DC變換器,并且完成了DC/AC變換器的仿真、設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究,重點(diǎn)研究了前級DC/DC變換器。 首先,對國內(nèi)外光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及市場前景進(jìn)行了總結(jié),對目前光伏逆變器的幾種主要結(jié)構(gòu)做了簡要的說明、對比與分析,總結(jié)出一種適用于本項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)形式。 其次,分析幾種常用的DC/DC變換器結(jié)構(gòu),對其工作方式與控制方法做了適當(dāng)?shù)恼f明,總結(jié)各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。在移相全橋變換器和Boost變換器的基礎(chǔ)上結(jié)合兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),提出一種將Boost電路與移相全橋串聯(lián)諧振電路相結(jié)合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該電路具有變換效率高、輸出輸入增益高、電路結(jié)構(gòu)相對簡單,控制電路與移相全橋電路完全相同等優(yōu)點(diǎn),并在一定程度上彌補(bǔ)了移相全橋串聯(lián)諧振電路的缺點(diǎn)；對電路的工作狀態(tài)做了詳細(xì)的分析,結(jié)合數(shù)學(xué)模型總結(jié)出了電路實(shí)現(xiàn)ZVS的條件,對電路存在的一些問題做了比較充分的研究,并提出了解決方案。 最后,對后級逆變電路進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,選用電容電流內(nèi)環(huán)、瞬時電壓外環(huán)控制策略,給出了詳細(xì)的控制器設(shè)計(jì)過程,并且將控制器做了離散化；最后,利用MATLAB/Simulink對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,并且通過實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證。 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了一臺1000W的樣機(jī),分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了分析、計(jì)算的正確性。 【關(guān)鍵詞】：移相全橋 逆變器 電容電流 高效
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 背景和意義9-10
• 1.2 光伏逆變器的研究現(xiàn)狀及分析10-17
• 1.2.1 逆變器的幾種結(jié)構(gòu)形式11-14
• 1.2.2 兩級或多級式逆變器中的DC/DC變換器14-16
• 1.2.3 光伏逆變器的數(shù)字控制策略16-17
• 1.3 本文的研究目標(biāo)及內(nèi)容17-19
• 1.3.1 研究目標(biāo)17-18
• 1.3.2 本文的主要研究內(nèi)容18-19
• 第2章 高效率Dual-Boost移相全橋串聯(lián)諧振變換器19-44
• 2.1 前級DC/DC變換器方案19-28
• 2.1.1 BOOST電路19-20
• 2.1.2 具有耦合電感的DC/DC電路20-22
• 2.1.3 推挽電路22-24
• 2.1.4 橋式電路24-27
• 2.1.5 小結(jié)27-28
• 2.2 高效率Dual-Boost移相全橋串聯(lián)諧振變換器28-42
• 2.2.1 主電路結(jié)構(gòu)28-29
• 2.2.2 工作狀態(tài)29-31
• 2.2.3 Dual-Boost PSFB-SR電路的增益31-36
• 2.2.4 Dual-Boost PSFB-SR電路實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)的條件36-39
• 2.2.5 仿真39-42
• 2.3 最大功率點(diǎn)跟蹤42
• 2.4 本章小結(jié)42-44
• 第3章 DC/AC變換器的主要參數(shù)計(jì)算及控制策略44-59
• 3.1 單相全橋逆變器的數(shù)學(xué)模型44-45
• 3.2 濾波器的設(shè)計(jì)45-46
• 3.3 逆變器中各參數(shù)對逆變器的影響46-48
• 3.3.1 濾波電感和電容等效電阻對系統(tǒng)的影響46-47
• 3.3.2 負(fù)載對系統(tǒng)性能的影響47-48
• 3.4 閉環(huán)控制策略48-53
• 3.4.1 電流瞬時值內(nèi)環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)49-51
• 3.4.2 電壓瞬時值外環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)51-53
• 3.5 模擬控制器的離散化53-54
• 3.6 直流母線解耦電容54-55
• 3.7 仿真55-58
• 3.8 本章小結(jié)58-59
• 第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析59-66
• 4.1 樣機(jī)電路結(jié)構(gòu)59-62
• 4.1.1 信號調(diào)理電路60-61
• 4.1.2 PCB布局注意事項(xiàng)61-62
• 4.2 DC/DC級變換器的相關(guān)波形與分析62-63
• 4.3 DC/AC級變換器的相關(guān)波形與分析63-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第五章 總結(jié)與展望66-68
• 5.1 全文工作總結(jié)66-67
• 5.2 后續(xù)工作展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 作者簡歷73-74
• 致謝74

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