單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中DC/DC變換器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

【摘要】： 在能源枯竭與環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天，太陽能作為清潔的可再生能源，日益受到國際社會(huì)的廣泛關(guān)注。近幾十年來，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展，已經(jīng)成為當(dāng)今利用太陽能最主要的方式之一。 本文主要研究可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，由于可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中有一個(gè)能量儲(chǔ)存的環(huán)節(jié)，所以整個(gè)系統(tǒng)存在多個(gè)直流電壓變換的場(chǎng)合。 本文詳細(xì)研究了可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中各個(gè)不同直流電壓變換場(chǎng)合的特點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行了設(shè)計(jì)與優(yōu)化，主要內(nèi)容如下： (1)設(shè)計(jì)了前級(jí)Boost升壓電路。討論了適用于此場(chǎng)合的DC／DC變換器的特點(diǎn)，并且研究了后級(jí)逆變器引入的100Hz低頻紋波問題，采用平均電流模式控制，減小了后級(jí)逆變器引入的低頻紋波對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響。 (2)設(shè)計(jì)了48V-400V的放電電路。在分析普通Boost變換器在高電壓增益場(chǎng)合的缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采用了高增益耦合電感Boost變換電路。介紹了耦合電感在不隔離型變換器中的物理意義，采用一種在輸出側(cè)增加等效電壓源的方法，拓展了不隔離型變換器的升壓增益。 (3)設(shè)計(jì)了400V-48V 540W半橋充電器。分析了可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池類型的選擇，并結(jié)合光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)，對(duì)蓄電池的幾種充電方式進(jìn)行了討論，最后給出了恒流轉(zhuǎn)恒壓的兩階段鉛酸蓄電池充電器的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng)系統(tǒng) Boost 耦合電感 高增益 半橋
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-17
• 1.1 光伏發(fā)電的背景與意義7-9
• 1.1.1 開發(fā)太陽能的緊迫性7-8
• 1.1.2 太陽能是不可再生能源的主要替代能源8-9
• 1.2 光伏發(fā)電的發(fā)展和現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 國外光伏發(fā)電的發(fā)展及現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 我國光伏發(fā)電的發(fā)展及現(xiàn)狀10-12
• 1.3 光伏發(fā)電技術(shù)概述12-15
• 1.3.1 獨(dú)立式光伏發(fā)電系統(tǒng)12-13
• 1.3.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)13-15
• 1.3.2.1 可調(diào)度式和不可調(diào)度式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)14-15
• 1.4 本文所做工作15-17
• 第2章 光伏系統(tǒng)中前級(jí)升壓電路設(shè)計(jì)17-38
• 2.1 拓?fù)溥x擇17-21
• 2.1.1 普通單相Boost變換器17-18
• 2.1.2 交錯(cuò)并聯(lián)Boost變換電路18-20
• 2.1.3 拓?fù)浔容^20-21
• 2.2 Boost主電路設(shè)計(jì)21-26
• 2.3 單相逆變器對(duì)前級(jí)Boost變換器的影響26-27
• 2.4 Boost輸出直流母線電容影響27-29
• 2.5 平均電流模式補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)29-35
• 2.5.1 電流內(nèi)環(huán)設(shè)計(jì)31-32
• 2.5.2 電壓外環(huán)設(shè)計(jì)32-35
• 2.6 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果35-37
• 2.7 本章小結(jié)37-38
• 第3章 光伏系統(tǒng)中放電電路設(shè)計(jì)38-62
• 3.1 高增益DC/DC變換器拓?fù)?/span>39-44
• 3.1.1 全橋變換器39-40
• 3.1.2 推挽變換器40
• 3.1.3 半橋變換器40-41
• 3.1.4 Boost類升壓變換器41-43
• 3.1.5 各種適用拓?fù)浔容^43-44
• 3.2 等效電壓源法在Boost變換器中的應(yīng)用44-46
• 3.3 電路工作原理與特點(diǎn)46-53
• 3.3.1 工作原理46-50
• 3.3.2 電路特點(diǎn)討論50-53
• 3.4 主電路設(shè)計(jì)53-55
• 3.5 電路損耗估計(jì)55-58
• 3.5.1 MOSFET55-56
• 3.5.2 二極管損耗56
• 3.5.3 耦合電感損耗56-58
• 3.6 仿真與實(shí)驗(yàn)波形58-61
• 3.7 本章小結(jié)61-62
• 第4章 光伏系統(tǒng)中充電電路設(shè)計(jì)62-78
• 4.1 儲(chǔ)能蓄電池的選擇63-64
• 4.2 充電方式的選擇64-67
• 4.3 主電路設(shè)計(jì)67-72
• 4.4 控制與保護(hù)電路設(shè)計(jì)72-75
• 4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果75-77
• 4.6 本章小結(jié)77-78
• 第5章 總結(jié)與展望78-80
• 5.1 全文總結(jié)78
• 5.2 工作的不足與展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間的發(fā)表論文83-84
• 附錄84-90
• 附圖1 Boost主電路原理圖84-85
• 附圖2 Boost控制電路原理圖85-86
• 附圖3 Boost逆變器級(jí)聯(lián)仿真原理圖86-87
• 附圖4 半橋充電器主電路原理圖87-88
• 附圖5 半橋充電器控制電路原理圖88-89
• 附圖6 放電電路主電路原理圖89-90
• 致謝90

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