交错反激式光伏并网微逆变器研究

【摘要】：随着对环境和能源问题的日益关注，近年来，太阳能光伏发电作为可再生能源利用的一种重要形式，受到世界各国越来越多的重视。在光伏屋顶和光伏建筑一体化等光伏并网发电的小功率应用中，基于单个光伏组件和微型逆变器的交流模块式光伏发电系统，可针对单块光板独立进行最大功率跟踪，克服了光伏电池因局部阴影而产生的不匹配损耗和热斑等现象，提高了整体发电效率和系统的冗余能力，逐渐成为光伏发电的主要利用形式之一。 本文以交流模块式光伏发电系统的核心部件微逆变器为研究对象，对微逆变器电路拓扑及工作原理、并网控制技术、最大功率跟踪技术、无电解电容功率解耦技术等问题进行了深入的研究。针对电流源型交错反激微逆变器分别提出了双频率并网控制方法、基于并网电流扰动的最大功率跟踪控制算法、新型主动式功率解耦方法，继而确定了交错反激微逆变器系统的综合控制策略，并进行了Matlab仿真验证分析。最后，论文给出了交错反激微逆变器具体软硬件设计实现和基于RTW模块化编程的原理和流程，并实现控制程序的设计。通过实验验证了元器件选型和电路设计的正确性。 【关键词】：微逆变器 交错反激 双频率并网控制 最大功率跟踪 功率解耦
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615;TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 引言9-10
• 1.2 课题研究的目的和意义10-12
• 1.3 反激式光伏并网微逆变器研究现状12-17
• 1.3.1 反激式光伏并网微逆变器基本拓扑12-13
• 1.3.2 反激式光伏并网微逆变器关键技术研究现状13-17
• 1.4 论文主要工作17-19
• 第2章 基于反激变换器的光伏并网微逆变器19-27
• 2.1 单端反激式变换电路19-21
• 2.2 交错反激微逆变器设计21-25
• 2.2.1 交错反激微逆变器拓扑结构及工作原理21-23
• 2.2.2 电流源型交错反激微逆变器变压器参数设计23-25
• 2.3 小结25-27
• 第3章 并网电流控制技术27-35
• 3.1 交错反激微逆变器并网电流表达式27-28
• 3.2 交错反激微逆变器并网电流控制策略28-32
• 3.2.1 单频率 DCM 控制策略28-30
• 3.2.2 双频率 DCM 控制策略30-32
• 3.3 仿真验证32-34
• 3.4 小结34-35
• 第4章 最大功率跟踪控制技术35-43
• 4.1 光伏电池模型及输出特性模拟仿真35-39
• 4.1.1 工程应用模型35-38
• 4.1.2 输出特性模拟仿真38-39
• 4.2 基于并网电流扰动的 MPPT 方法39-40
• 4.3 仿真验证40-42
• 4.4 小结42-43
• 第5章 功率解耦技术43-57
• 5.1 功率解耦原理43-45
• 5.2 功率解耦电路拓扑研究45-47
• 5.3 一种应用于交错反激微逆变器的功率解耦电路分析47-52
• 5.3.1 单端反激变换器解耦电路工作过程47-51
• 5.3.2 交错反激逆变器解耦控制实现51-52
• 5.4 仿真验证52-56
• 5.5 小结56-57
• 第6章 交错反激微逆变器设计与实现57-70
• 6.1 主要元器件的选择57-60
• 6.1.1 微型逆变器设计要求57-58
• 6.1.2 反激变压器的设计58-59
• 6.1.3 主开关管 MOSFET 的选择59
• 6.1.4 全桥逆变电路 MOSFET 的选择59-60
• 6.2 辅助电路设计60-62
• 6.2.1 MOSFET 驱动电路60
• 6.2.2 电压采样电路60-61
• 6.2.3 电流采样电路61-62
• 6.3 控制实现62-67
• 6.3.1 主控芯片62-63
• 6.3.2 软件算法设计与实现63-67
• 6.4 实验波形67-69
• 6.5 小结69-70
• 第7章 结论与展望70-72
• 7.1 结论70
• 7.2 展望70-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果76-77
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作77-78
• 致谢78

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