基于隔离型Cuk电路的单相光伏并网逆变器研究

【摘要】：本文研究小功率单相光伏并网逆变器的实现，通过对单相光伏拓扑结构的比较，选定隔离型Cuk加电压型全桥逆变为主拓扑，并通过理论计算与仿真验证，完成了系统拓扑参数的选定。在完成系统软硬件平台的基础上，添加了软开关电路并完成调试。 本文首先分析了单相光伏并网逆变器的主要实现方式，并比较了各种拓扑类型的优缺点，阐明了选择本拓扑的原因。通过对系统的仿真分析和数学计算，完成了系统主拓扑及输出滤波器参数计算，并完善了系统的驱动电路、采样电路、保护电路、过零检测等辅助电路。完成了系统硬件平台的搭建工作。 通过对当前主要的控制方式的比较，以及系统拓扑结构，选定了系统的控制方式，并加以仿真分析验证。分析比较了多种最大功率点跟踪、孤岛检测方法，选定了本系统MPPT及孤岛检测方法。完成了系统控制程序、MPPT、孤岛检测、采样及保护程序等，完成了系统软件平台的建立。 最后完成了系统损耗分析，在分析比较多种软开关之后，选定了主动钳位式软开关，并完成了理论推导及仿真分析。完成了系统离网调试及并网实验，实现系统并网功能，并对实验结果进行了分析。 【关键词】：单相光伏逆变器 隔离型Cuk电路 主动钳位软开关 重复控制
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题背景及研究的目的意义8
• 1.2 单相光伏系统主要实现方式8-14
• 1.2.1 具有 DC/DC 模块的光伏系统9
• 1.2.2 具有伪 DC/DC 模块的光伏系统9-10
• 1.2.3 无 DC/DC 模块的光伏系统10
• 1.2.4 三种系统形式优缺点比较10-14
• 1.3 系统拓扑选择14
• 1.4 本文主要研究内容14-16
• 第2章 系统硬件电路设计16-24
• 2.1 引言16
• 2.2 系统主电路参数设计16-23
• 2.2.1 隔离型 Cuk 电路工作原理及理论推导16-18
• 2.2.2 隔离型 Cuk 电路拓扑参数计算18-21
• 2.2.3 隔离型 Cuk 电路仿真验证21-22
• 2.2.4 全桥逆变系统拓扑参数计算22-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第3章 系统软件实现及仿真验证24-36
• 3.1 引言24
• 3.2 系统控制方式选取24-25
• 3.3 逆变端双闭环设计25-31
• 3.3.1 重复控制分析及设计25-26
• 3.3.2 电流内环设计26-29
• 3.3.3 电压外环设计29-31
• 3.3.4 系统整体仿真实验31
• 3.4 最大功率点跟踪方法选取31-34
• 3.4.1 扰动观察法32-33
• 3.4.2 电导增量法33-34
• 3.5 孤岛检测34-35
• 3.6 本章小结35-36
• 第4章 系统性能提升及软开关的应用36-46
• 4.1 引言36
• 4.2 系统损耗分析36-37
• 4.3 系统软开关的实现37-42
• 4.4 系统软开关参数设计及仿真验证42-45
• 4.5 本章小结45-46
• 第5章 系统硬件实现及调试46-52
• 5.1 引言46
• 5.2 系统硬件实现46-48
• 5.3 系统软件平台实现48-49
• 5.4 系统调试结果及分析49-51
• 5.5 本章小结51-52
• 结论52-53
• 参考文献53-59
• 致谢59

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