兩級(jí)式光伏并網(wǎng)逆變器及其功率解耦研究

【摘要】： 本文研究單相兩級(jí)式光伏并網(wǎng)逆變器。首先分析了兩級(jí)式并網(wǎng)逆變器原理和控制方法,比較研究了各種最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)方法的優(yōu)缺點(diǎn),針對(duì)通常采用的擾動(dòng)觀察法具體分析了以電流作為擾動(dòng)量的缺點(diǎn),并采用了一種自適應(yīng)變步長的MPPT算法,有效地緩解了跟蹤速度與穩(wěn)態(tài)跟蹤精度之間的矛盾。 在兩級(jí)式的并網(wǎng)逆變器中,由于并網(wǎng)逆變器的輸出功率存在一個(gè)兩倍于工頻的功率波動(dòng),所以其直流母線上通常需要大量的電解電容來減小母線電壓的波動(dòng),實(shí)現(xiàn)輸入恒定功率和輸出波動(dòng)功率之間的解耦。而大量的電解電容必將增加系統(tǒng)的成本,同時(shí)使得整機(jī)的壽命下降。本文分析了兩級(jí)式并網(wǎng)逆變器母線電容電壓紋波產(chǎn)生的原因,并定量地推導(dǎo)出母線電容電壓紋波與功率等級(jí)、母線電壓平均值之間的關(guān)系;在此基礎(chǔ)上,引入解耦變換器的概念,分析了使用該解耦變換器對(duì)于減小并網(wǎng)逆變器母線電容體積提高整機(jī)壽命有著顯著的作用;深入研究了該變換器拓?fù)浜涂刂圃?從電流角度分析了母線電容電壓紋波產(chǎn)生的機(jī)理,揭示了解耦變換器與并聯(lián)型有源電力濾波器的相似之處,給出了直流有源濾波器的概念;搭建了帶功率解耦變換器的兩級(jí)式并網(wǎng)逆變器的仿真模型,該模型證實(shí)了理論分析的正確性。 設(shè)計(jì)了基于DSP TMS320F2808的實(shí)驗(yàn)樣機(jī),驗(yàn)證了分析設(shè)計(jì)的正確性和可行性。 【關(guān)鍵詞】：逆變器 并網(wǎng)逆變器 光伏發(fā)電 新能源發(fā)電 最大功率點(diǎn)跟蹤 功率解耦
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 光伏發(fā)電現(xiàn)狀與發(fā)展13-14
• 1.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)14-16
• 1.2.1 功率變換拓?fù)渑c系統(tǒng)結(jié)構(gòu)14-15
• 1.2.2 控制技術(shù)15-16
• 1.3 并網(wǎng)變換器中的耦合電容16-19
• 1.4 本文主要內(nèi)容19-20
• 第二章 兩級(jí)式光伏并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)與控制20-31
• 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理20
• 2.2 系統(tǒng)控制原理20-27
• 2.2.1 兩級(jí)式變換控制策略20-23
• 2.2.2 控制環(huán)路設(shè)計(jì)23-27
• 2.3 最大功率點(diǎn)跟蹤27-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 前后級(jí)功率解耦研究31-45
• 3.1 直流母線電容電壓紋波分析31-35
• 3.2 功率解耦變換器原理及意義分析35-38
• 3.3 功率解耦變換器拓?fù)渑c控制38-40
• 3.4 直流有源濾波器40-42
• 3.5 仿真結(jié)果與分析42-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第四章 樣機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)45-57
• 4.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)45
• 4.2 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)45-46
• 4.3 功率電路設(shè)計(jì)46-49
• 4.3.1 DC/DC 變換器46-47
• 4.3.2 逆變器47-48
• 4.3.3 解耦變換器48-49
• 4.4 控制電路設(shè)計(jì)49-50
• 4.4.1 采樣調(diào)理電路49
• 4.4.2 驅(qū)動(dòng)電路49-50
• 4.4.3 過零捕獲電路50
• 4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析50-56
• 4.5.1 并網(wǎng)運(yùn)行51-52
• 4.5.2 MPPT52-54
• 4.5.3 孤島保護(hù)54
• 4.5.4 功率解耦54-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第五章 總結(jié)與展望57-58
• 5.1 全文工作總結(jié)57
• 5.2 后續(xù)工作的展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62-63
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63

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