单板光伏并网逆变器的研究

【摘要】：随着光伏电池成本的不断降低,家庭小型光伏并网发电系统正逐步走入千家万户,与其配套的微逆变器的需求量也不断上升。如何进一步优化电路拓扑、提高微逆变器的效率已成为研究热点。本文针对单块太阳能电池板研制了一款小型并网逆变器,主要工作内容如下:(1)介绍了微逆变器的研究现状,确定了所研究微逆变器的两级式主体结构。(2)设计了逆变器的前级电路。通过对多种拓扑的对比分析,选择了一种适用于低电压、大电流场合的半桥电流馈入型LLC变换器作为逆变器前级拓扑;通过与其类似的传统LLC变换器的对比分析和比较,研究了该新型变换器的工作过程,推导了各部分模型;利用Saber仿真软件对其进行了稳定性分析并做了相应的补偿设计;分析比较了几种常用的最大功率点跟踪(Maximu-m Power Point Tracking,简称MPPT)算法,并选择了变步长的干扰观察法作为本文的MPPT算法。(3)设计了逆变器的后级电路。选择了采用正弦脉宽调制的全桥逆变电路作为后级,把直流逆变成正弦波交流电;设计了LCL滤波器,并运用电容电流内环、并网电流外环的双环控制方式,实现了抑制其谐振尖峰和跟踪并网电流的功能;为实现并网,研究了并网算法。(4)做了仿真及实验。利用Saber及Matlab进行了仿真;基于Microchip公司的ds PIC30F2020,搭建了硬件电路,编写了程序,并给出了相应的实验结果和分析。 【关键词】：光伏电池板 微逆变器 并网 电流馈入型LLC
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 绪论6-12
• 1.1 选题的背景和意义6-7
• 1.2 单板光伏并网逆变器的发展及研究现状7-10
• 1.2.1 单板光伏并网逆变器的发展现状7-8
• 1.2.2 单板光伏并网逆变器的研究现状8-10
• 1.3 课题的研究内容及创新点10-12
• 1.3.1 课题的主要研究内容10
• 1.3.2 课题的主要创新点10-12
• 第二章 单板光伏并网逆变器前级研究12-32
• 2.1 两级式光伏并网逆变器概述12
• 2.2 前级拓扑的选择12-17
• 2.2.1 反激变换器13
• 2.2.2 LLC谐振变换器13-14
• 2.2.3 半桥电流馈入型LLC谐振变换器14-17
• 2.3 半桥电流馈入型LLC变换器的分析17-26
• 2.3.1 建模分析17-22
• 2.3.1.1 开关网络建模17-18
• 2.3.1.2 输出网络建模18-19
• 2.3.1.3 谐振网络建模19-22
• 2.3.2 稳定性分析及补偿设计22-25
• 2.3.3 仿真及实验25-26
• 2.4 最大功率跟踪技术26-30
• 2.4.1 常用的最大功率跟踪方法27-29
• 2.4.2 变步长的干扰观察法29-30
• 2.5 本章小结30-32
• 第三章 单板光伏并网逆变器后级研究32-52
• 3.1 全桥逆变器32-33
• 3.2 全桥逆变器的SPWM控制33-37
• 3.2.1SPWM控制算法33-36
• 3.2.2 全桥逆变器的驱动36-37
• 3.3 LCL滤波器37-41
• 3.3.1 滤波器的选择37-40
• 3.3.2 LCL滤波器的设计40-41
• 3.4 控制算法41-45
• 3.4.1 无源阻尼法41-43
• 3.4.2 有源阻尼法43-44
• 3.4.3 双环控制算法44-45
• 3.5 锁相设计45-48
• 3.5.1 过零检测45-46
• 3.5.2 软件锁相环46-48
• 3.6 仿真及实验48-51
• 3.7 本章小结51-52
• 第四章 结论与展望52-54
• 4.1 论文的工作总结52
• 4.2 未来工作展望52-54
• 参考文献54-58
• 攻读学位期间的研究成果58-60
• 致谢60-62

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