基于软开关技术的微功率光伏逆变器

【摘要】：光伏逆变器是利用太阳能源的主要设备之一,在绿色能源越来越受到重视的当今社会,得到了迅速发展。微逆变器不同于占地面积巨大的集中式光伏电站,具有抗局部阴影能力强、可分布式安装就地并网等特点,得到了广泛关注。本文通过对微型逆变器结构进行分析,选用了新颖的Boost半桥拓扑和两极式、带隔离结构的设计方案对微型光伏并网逆变器进行设计。本文对两极式光伏并网逆变器中核心部件直流升压部分进行了较为深入的分析研究。首先,以Boost半桥电路为研究对象,分析了拓扑的工作原理。对软开关的实现进行了理论推导和仿真验证,并设计了利用漏感谐振的磁集成变压器,有效的减小了开关损耗。其次,为了提高光电转换效率,在分析比较四大常用最大功率追踪方法的基础上,提出了一种新的MPPT控制算法,在动态响应速度和稳态精度上都得到了很大的改善。然后,设计了基于无差拍的电压前馈补偿逆变控制器,保持了无差拍控制算法的良好动态性能,同时也增强了系统的鲁棒性。根据系统的整体设计方案,本文最后给出了系统中重要参数的计算,以及辅助电路、控制电路和软件的设计和选择。对拓扑和控制方式进行了仿真检验,在仿真的结果基础上,试制了直流升压部分的原理样机进行了验证试验,实验结果验证了本文所提方法的有效性和可行性。 【关键词】：光伏并网逆变器 软开关 最大功率追踪技术 数字控制 并网控制
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-25
• 1.1 课题研究背景7-8
• 1.2 光伏发电技术的简要介绍8-10
• 1.3 光伏发电技术的结构10-13
• 1.4 光伏发电技术的关键技术13-22
• 1.4.1 拓扑结构13-18
• 1.4.2 最大功率点跟踪技术18-21
• 1.4.3 并网控制技术21-22
• 1.4.4 保护技术22
• 1.5 微型光伏并网逆变器的组成和工作过程22-23
• 1.6 课题研究内容23-25
• 第二章 直流升压电路的研究与设计25-44
• 2.1 Boost半桥式拓扑结构工作分析25-28
• 2.2 直流升压电路拓扑软开关分析28-37
• 2.2.1 软开关原理28-29
• 2.2.2 Boost半桥拓扑软开关分析29-34
• 2.2.3 磁集成技术34-37
• 2.3 直流升压电路最大功率追踪控制策略37-44
• 2.3.1 最大功率点追踪基本原理及常用算法37-41
• 2.3.2 改进型最大功率追踪算法的实现41-44
• 第三章 逆变电路的研究与设计44-53
• 3.1 并网逆变器的分类44-48
• 3.1.1 逆变器的控制原理和策略45-47
• 3.1.2 脉宽调制方式的选择47-48
• 3.2 基于电压前馈的无差拍复合控制方法48-53
• 3.2.1 无差拍电流控制基本原理49-51
• 3.2.2 电压前馈控制原理51-53
• 第四章 光伏并网逆变器软硬件设计53-65
• 4.1 硬件电路设计53-62
• 4.1.1 直流升压主要参数设计53-57
• 4.1.2 逆变器主要参数设计57-59
• 4.1.3 采样电路设计59-61
• 4.1.4 辅助电路设计61-62
• 4.2 控制电路设计62-65
• 4.2.1 单片机简介62
• 4.2.2 主程序及中断程序设计62-65
• 第五章 仿真分析与实验结果65-73
• 5.1 系统的建模与仿真65-70
• 5.1.1 最大功率追踪的仿真实验65-66
• 5.1.2 逆变并网的仿真波形66-70
• 5.2 最大功率追踪实验70-73
• 总结与展望73-74
• 1 本文主要工作73
• 2 今后工作展望73-74
• 参考文献74-77
• 致谢77-78
• 个人简历78-79
• 攻读硕士学位期间完成与发表的论文79
• 攻读硕士学位期间参加的研究项目79

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