基于微逆變器的屋頂光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的研究

【摘要】：本文以微逆變器為研究對(duì)象,對(duì)當(dāng)前的微逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的分析研究。每種結(jié)構(gòu)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)和使用場(chǎng)合,本文選擇了電流型微逆變器進(jìn)行深入研究。由于反激型是電流型微逆變器的基礎(chǔ),所以本文對(duì)反激型微逆變器進(jìn)行詳細(xì)的分析研究,主要研究了微逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和反激型微逆變器的損耗分布,還對(duì)并網(wǎng)的控制技術(shù)和最大功率跟蹤技術(shù)進(jìn)行了研究和仿真分析,設(shè)計(jì)了主電路的器件和系統(tǒng)硬件電路,該研究工作對(duì)于光伏并網(wǎng)微逆變器具有一定的參考價(jià)值。 首先,文章論述了光伏并網(wǎng)結(jié)構(gòu)的分類(lèi),隨后介紹了微逆變器的概念和微逆變器所具有的優(yōu)點(diǎn)和不足以及關(guān)鍵性技術(shù)。研究了并網(wǎng)微逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn),分析了電壓型和電流型微逆變器的典型結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)和特點(diǎn)以及應(yīng)用場(chǎng)合。 其次,文章主要闡述了電流型微逆變器的并網(wǎng)工作原理,然后計(jì)算了電路中開(kāi)關(guān)管的電壓和電流應(yīng)力,為后面的開(kāi)關(guān)損耗計(jì)算以及變壓器、主電路的元器件的選擇提供了依據(jù)。分析計(jì)算了原邊開(kāi)關(guān)管和副邊開(kāi)關(guān)管、二極管以及變壓器的損耗,并繪出電路的損耗的分布圖,最終得出與損耗相關(guān)的主要因素以及降低損耗需要改變的因素,這對(duì)于設(shè)計(jì)電流型的微逆變器具有重要的指導(dǎo)意義。 再次,文章對(duì)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的最大功率跟蹤控制問(wèn)題進(jìn)行了研究,通過(guò)比較分析最大功率跟蹤的幾種方法,選擇適合本設(shè)計(jì)的最大功率方法,然后研究了最大功率跟蹤的控制策略問(wèn)題,研究分析了多級(jí)和單級(jí)控制策略以及多級(jí)控制中的前級(jí)和后級(jí)控制,從理論上分析了單級(jí)控制中的三環(huán)控制和雙環(huán)控制的區(qū)別,同時(shí)對(duì)最大功率跟蹤的算法和效果進(jìn)行了仿真分析。對(duì)固定開(kāi)關(guān)頻率的控制方法進(jìn)行了詳細(xì)的研究,建立了反激型微逆變器的小信號(hào)模型,得到了逆變器傳遞函數(shù),然后分析網(wǎng)壓前饋對(duì)進(jìn)網(wǎng)電流的影響,設(shè)計(jì)了電流環(huán)PI控制器,對(duì)進(jìn)網(wǎng)電流控制的算法和效果進(jìn)行了仿真分析。 最后,文章對(duì)反激電流型微逆變器的主電路器件和硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì),根據(jù)前面的理論分析研究,設(shè)計(jì)出相對(duì)損耗比較低高頻變壓器、開(kāi)關(guān)管和二極管,并且設(shè)計(jì)了檢測(cè)電路和電源管理電路,還對(duì)軟件的總體設(shè)計(jì)給予了說(shuō)明,最后進(jìn)行了獨(dú)立負(fù)載的實(shí)驗(yàn)。 【關(guān)鍵詞】：微逆變器 光伏發(fā)電 并網(wǎng)控制技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 研究背景及選題意義11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分類(lèi)及發(fā)展12-16
• 1.2.2 微逆變器的簡(jiǎn)介及優(yōu)缺點(diǎn)16-17
• 1.2.3 微逆變器的關(guān)鍵技術(shù)17-18
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第2章 光伏并網(wǎng)微逆變器拓?fù)溲芯?/span>20-30
• 2.1 光伏并網(wǎng)微逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)20-25
• 2.1.1 光伏并網(wǎng)微逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類(lèi)20-21
• 2.1.2 高頻鏈電壓型微逆變器拓?fù)?/span>21-23
• 2.1.3 高頻鏈電流型微逆變器拓?fù)?/span>23-25
• 2.2 高效微逆變器拓?fù)?/span>25-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第3章 光伏并網(wǎng)微逆變器電路及損耗分析30-45
• 3.1 光伏并網(wǎng)微逆變器工作原理30-33
• 3.1.1 電路工作原理30-32
• 3.1.2 電路仿真32-33
• 3.2 并網(wǎng)微逆變器電路33-38
• 3.2.1 電路斷續(xù)工作條件33-34
• 3.2.2 反激變壓器斷續(xù)狀態(tài)激磁電感條件34-35
• 3.2.3 開(kāi)關(guān)管的應(yīng)力計(jì)算35-38
• 3.3 并網(wǎng)微逆變器電路損耗分布38-44
• 3.3.1 原邊開(kāi)關(guān)管損耗38-40
• 3.3.2 副邊開(kāi)關(guān)管、二極管損耗40
• 3.3.3 高頻變壓器損耗40-42
• 3.3.4 損耗分布圖42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第4章 微逆變器光伏并網(wǎng)控制技術(shù)45-66
• 4.1 最大功率跟蹤控制技術(shù)45-54
• 4.1.1 最大功率跟蹤方法及其比較46-49
• 4.1.2 最大功率跟蹤控制策略49-51
• 4.1.3 仿真結(jié)果分析51-54
• 4.2 光伏并網(wǎng)控制策略目標(biāo)54-56
• 4.2.1 并網(wǎng)控制策略54-56
• 4.2.2 并網(wǎng)控制目標(biāo)56
• 4.3 基于SPWM的電流控制研究56-65
• 4.3.1 反激型微逆變器的建模56-60
• 4.3.2 電網(wǎng)電壓前饋60
• 4.3.3 電流環(huán)控制器的設(shè)計(jì)60-62
• 4.3.4 仿真及結(jié)果分析62-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第5章 微逆變器光伏并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)66-86
• 5.1 開(kāi)關(guān)器件的選擇和高頻變壓器的設(shè)計(jì)66-73
• 5.1.1 開(kāi)關(guān)器件的選擇66-68
• 5.1.2 高頻變壓器的設(shè)計(jì)68-73
• 5.2 輸入輸出濾波環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)73-77
• 5.2.1 輸入濾波電容的選擇73-74
• 5.2.2 輸出濾波環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)74-77
• 5.3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)77-81
• 5.3.1 直流側(cè)電壓電流檢測(cè)電路77-78
• 5.3.2 交流側(cè)電流檢測(cè)和過(guò)零檢測(cè)電路78-79
• 5.3.3 驅(qū)動(dòng)電路與電源管理電路79-81
• 5.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)81-83
• 5.5 實(shí)驗(yàn)測(cè)試83-85
• 5.6 本章小結(jié)85-86
• 結(jié)論86-87
• 致謝87-88
• 參考文獻(xiàn)88-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文91

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