三相光伏并网微型逆变器软开关技术研究

【摘要】：摘要：随着微型逆变器在商业应用中不断增加,而其中三相微型逆变器在保持单相微型逆变器发电效率高、模块化生产、即插即用和便于扩展等优良特性的同时,还克服了三相功率不平衡,需采用电解电容来实现功率解耦等问题。同时低成本、高功率密度的要求仍然是制约三相微型逆变器大规模应用的最大瓶颈。而采用提高开关频率来减小滤波器中无源器件的尺寸,是降低成本的最好方式之一；但随着开关频率的提高,开关损耗也会随之增加,从而降低了转换效率；如果引入软开关技术,则能很好地解决上述问题。 论文以两级式三相微型逆变器为主要研究对象,深入分析了其数学模型和控制机理,从转换效率、成本和控制的复杂程度三个方面对比分析现存的DC-DC和DC-AC变换器拓扑结构,确定了前级采用全桥LLC谐振变换器和后级采用谐振极型逆变器的两级式拓扑结构。分析了这两种拓扑结构实现零电压开关的工作原理,并改进了传统的电导增量MPPT算法,使其适用于频率调制的LLC全桥谐振变换器；在此基础上建立了全桥LLC谐振变换器的FHA模型和谐振极型逆变器在同步坐标系中的数学模型,同时为了实现谐振极型逆变器主开关管的零电压开通,在传统的直接功率控制的基础上采用了变频变占空比调制策略。 同时对三相并网微型逆变器相关参数进行了设计,并通过仿真分析和实验样机相关测试,其结果表明了本文提出的控制策略能够实现三相微型逆变器中所有功率开关器件的零电压开通,降低了开关损耗,提高了转换效率。图50幅,表5个,参考文献63篇。 【关键词】：三相微型逆变器 软开关技术 LLC谐振变换器 谐振极型逆变器
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 光伏并网发电系统9-10
• 1.2 微型逆变器的研究现状10-12
• 1.2.1 微型逆变器国内外发展现状10-11
• 1.2.2 微型逆变器关键技术研究现状11-12
• 1.3 软开关技术研究现状12-16
• 1.3.1 直流变换器软开关技术研究现状13-15
• 1.3.2 软开关逆变器研究现状15-16
• 1.4 论文主要研究内容与章节安排16-18
• 2 三相光伏并网微型逆变器系统结构18-38
• 2.1 三相光伏并网微型逆变器拓扑结构18-24
• 2.1.1 直流侧拓扑结构对比分析20-22
• 2.1.2 交流侧拓扑结构对比分析22-24
• 2.2 三相光伏并网微型逆变器的工作原理24-31
• 2.2.1 全桥LLC谐振变换器的工作原理24-29
• 2.2.2 谐振极型三相并网逆变器的工作原理29-31
• 2.3 三相光伏并网微型逆变器的数学模型31-37
• 2.3.1 LLC谐振变换器的FHA模型31-34
• 2.3.2 谐振极型三相并网逆变器的数学模型34-37
• 2.4 本章小结37-38
• 3 三相光伏并网微型逆变器的控制38-50
• 3.1 直流侧开关管零电压开关实现38-40
• 3.2 基于变频变占空比逆变侧开关管零电压开关实现40-41
• 3.3 三相微型逆变器系统控制策略41-49
• 3.3.1 MPPT在全桥LLC谐振变换器的实现42-44
• 3.3.2 功率外环控制44-47
• 3.3.3 变频变占空比电流内环控制47-49
• 3.4 本章小结49-50
• 4 三相微逆变器的参数设计与实现50-61
• 4.1 三相微型逆变器的参数计算50-53
• 4.1.1 谐振网络参数计算50-52
• 4.1.2 直流母线电容计算52-53
• 4.2 三相光伏并网微型逆变器的仿真验证分析53-57
• 4.2.1 LLC谐振变换器的工作状态53-55
• 4.2.2 逆变侧的仿真分析55-57
• 4.3 实验结果分析57-60
• 4.4 本章小结60-61
• 5 结论和展望61-63
• 5.1 结论61
• 5.2 展望61-63
• 参考文献63-68
• 攻读学位期间主要的研究成果68-69
• 致谢69

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