基于直流母线的串联型光伏效率优化器并网系统研究

【摘要】：在当前光伏并网系统中最广泛使用的光伏并网结构是传统的串联型集中式并网结构。该结构的缺点是无法对每块光伏板单独进行MPPT,从而在阴影或者热斑时会造成系统效率下降。 效率优化器并网系统即每块光伏板接一块效率优化器然后串联后经由集中式逆变器进行并网的系统,在该系统中,效率优化器对接入的每块光伏板进行独立的最大功率点跟踪。 效率优化器选用可以工作在升压、降压、直通和旁路四种模式下的H桥电路拓扑。逆变器选用并联式BUCK电路拓扑,该拓扑效率高,无共模漏电流,可靠性高。 本文对效率优化器并网系统进行了深入的研究与分析,并且进行了仿真和实验工作,设计了效率优化器与逆变器的电路拓扑、工作模式与控制方法,提出了一种纹波补偿方法从而减小了并网电流的THD,并且针对整个系统设计了独特的控制方法,使得系统可以在没有通讯的情况下完成工作。 本文第一章是绪论,简要介绍了当今能源现状以及光伏并网系统的主要结构。第二章对效率优化器进行了分析研究并且给出了仿真与实验的波形。第三章对无共模漏电流的非隔离型逆变器拓扑进行了分析研究并且在此基础上设计了样机并给出了仿真和实验波形。第四章对整个效率优化器系统进行了分析研究,并且在此基础上设计了无需通讯的特殊控制方式,从而使系统降低了成本。最后一章是总结与展望。 【关键词】：光伏 并网 效率优化器 串联
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-9
• 第一章 绪论9-20
• 1.1 世界能源现状综述9-11
• 1.2 可再生能源的现状综述11-14
• 1.2.1 可再生能源的发展与现状11-13
• 1.2.2 太阳能光伏产业的发展与现状13-14
• 1.3 太阳能光伏发电系统14-19
• 1.3.1 太阳能光伏发电系统概述14-16
• 1.3.2 光伏并网系统的结构概述16-18
• 1.3.3 基于直流母线的串联型光伏效率优化器并网系统的优缺点18-19
• 1.4 本课题的研究内容19-20
• 第二章 效率优化器的分析研究20-29
• 2.1 MPPT原理20-23
• 2.2 效率优化器拓扑的研究23-28
• 2.2.1 效率优化器的拓扑选择23-26
• 2.2.2 效率优化器的工作过程26-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 并网逆变器的分析研究29-49
• 3.1 传统H全桥逆变电路共模漏电流分析29-32
• 3.1.1 全桥逆变电路共模漏电流模型30-31
• 3.1.2 调制模式与共模漏电流分析31-32
• 3.2 无共模电流的非隔离型逆变拓扑概述32-39
• 3.2.1 Heric拓扑32-33
• 3.2.2 H5拓扑33-34
• 3.2.3 直流侧旁路拓扑结构34-35
• 3.2.4 NPC中点箝位电路35-36
• 3.2.5 一种H5改进型的拓扑36-37
• 3.2.6 并联Buck拓扑37-38
• 3.2.7 并联Buck拓扑的改进38-39
• 3.3 逆变器控制方法39-43
• 3.3.1 开环控制39-40
• 3.3.2 滞环控制40
• 3.3.3 双环控制策略40-41
• 3.3.4 比例控制41-42
• 3.3.5 比例积分(PI)控制42-43
• 3.3.6 电流比例谐振(PR)控制43
• 3.4 电压环纹波补偿控制方法43-47
• 3.5 实验结果47-48
• 3.6 本章小结48-49
• 第四章 效率优化器串联并网系统研究与分析49-65
• 4.1 效率优化器串联并网系统概述49-52
• 4.1.1 效率优化器配传统逆变器系统49-50
• 4.1.2 效率优化器配专用逆变器系统50-52
• 4.2 系统控制方法设计52-54
• 4.3 仿真与实验结果54-64
• 4.4 本章小结64-65
• 第五章 总结与展望65-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士期间取得的成果69-70
• 致谢70

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