光伏并網逆變器效率優(yōu)化研究

【摘要】：能源問題和環(huán)境問題已經成為制約人類社會可持續(xù)發(fā)展的兩大重要問題,因此光伏、風能和燃料電池等綠色新能源發(fā)電系統(tǒng)受到越來越廣泛的重視。在這些可再生能源中,光伏發(fā)電有著它特有的優(yōu)勢。光伏逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中能量傳輸的重要裝置,其轉換效率是衡量發(fā)電系統(tǒng)性能的重要指標之一。 對于逆變器系統(tǒng),其效率和輸出的并網電流THD是有相關性的,因此本文首先通過電路等效,將光伏逆變器的主電路變換成為等效電路,給出了一種計算逆變器并網電流的方法,比較了理想情況下三種調制方式的并網電流THD。分析了實際系統(tǒng)中插入的死區(qū)對逆變器輸出電壓基波和諧波的影響,比較了幾種調制策略在存在死區(qū)時對并網電流的THD的影響,選出了THD最優(yōu)的調制序列,為提高效率奠定了基礎。 然后通過對并網逆變器的三大主要損耗來源,功率器件、濾波電感和變壓器的損耗分別建立了損耗模型,對逆變器整體效率進行系統(tǒng)的比較分析。在計算濾波電感磁損時,針對其激勵電流非正弦的特點,使用了Ansoft Maxwell這一有限元分析軟件進行計算。通過對不同的SVM調制序列的逆變器各部分損耗進行計算和比較,得出了總體效率最優(yōu)的調制序列。 最后設計了實驗平臺的主電路參數,并在樣機上的實驗結果對部分理論分析進行了驗證。 【關鍵詞】：光伏 并網逆變器 空間矢量調制 并網電流總畸變率 損耗分析 效率
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 光伏發(fā)電的意義9-11
• 1.2 光伏并網逆變器的發(fā)展現狀11-15
• 1.2.1 光伏并網逆變器的幾種結構12-13
• 1.2.2 并網逆變器的調制方式13-15
• 1.3 本文的研究內容15-17
• 第2章 不同調制序列并網電流THD的分析和比較17-39
• 2.1 諧波的危害與相關標準17-18
• 2.2 SVM調制策略18-24
• 2.2.1 空間矢量調制的基本思想18-19
• 2.2.2 電壓空間矢量控制方式19-24
• 2.3 主電路的等效簡化24-29
• 2.3.1 逆變橋等效24-25
• 2.3.2 變壓器的等效25-27
• 2.3.3 并網電流的計算27-29
• 2.4 不同SVM調制序列并網電流THD的比較29-33
• 2.4.1 諧波電壓的計算29-31
• 2.4.2 并網電流THD的比較31-33
• 2.5 死區(qū)效應對并網電流THD的影響33-38
• 2.5.1 死區(qū)效應對逆變器輸出電壓的影響33-36
• 2.5.2 考慮死區(qū)效應后不同調制序列并網電流THD的比較36-38
• 2.6 小結38-39
• 第3章 不同SVM調制序列損耗的分析和比較39-67
• 3.1 功率器件的損耗39-47
• 3.1.1 功率器件的損耗模型39-43
• 3.1.2 功率器件損耗的比較結果43-47
• 3.2 濾波電感的損耗47-59
• 3.2.1 濾波電感銅損47-50
• 3.2.2 濾波電感磁損50-54
• 3.2.3 濾波電感的設計和損耗計算54-58
• 3.2.4 濾波電感損耗的比較結果58-59
• 3.3 變壓器的損耗59-65
• 3.4 逆變器總體損耗65-66
• 3.5 小結66-67
• 第4章 實驗驗證67-77
• 4.1 實驗平臺主電路的設計67-73
• 4.1.1 功率器件選型設計67
• 4.1.2 變壓器設計67-69
• 4.1.3 濾波參數設計69-73
• 4.2 并網逆變器控制方法73-74
• 4.3 實驗結果74-76
• 4.4 小結76-77
• 第5章 總結與展望77-78
• 參考文獻78-80
• 附錄80-89
• A SVM2開關序列在各扇區(qū)的開關時序80-81
• B SVM5開關序列在各扇區(qū)的開關時序81-82
• C SVM12開關序列在各扇區(qū)的開關時序82-84
• D 三相變壓器的等效84-85
• E 等效電路的相關計算85-88
• F 實驗樣機照片88-89
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文89-90
• 致謝90

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