光伏并网微型逆变器拓扑及控制策略研究

【摘要】：单个光伏组件并网系统很好的解决了传统光伏组件并网系统中由于光伏组件的特性差异和部分阴影引起的光伏阵列内部产生的不匹配损耗和热斑等问题。微型逆变器作为用于单个光伏组件并网系统的逆变器，其要求功率与单个光伏组件匹配，且实现较高的功率转换效率。 文中对常见光伏并网逆变器拓扑进行了分析和比较，并从中选取了电路简单，控制方便的升压半桥式电压型高频链微型逆变器拓扑作为研究对象。 本论文还通过对升压半桥式微型逆变器的工作原理进行了分析，发现其具有可实现零电压开关降低了系统开关损耗等优点。并根据该拓扑进行控制策略研究，对其MPPT控制、并网电流控制和反孤岛策略进行了详细设计，并得出相应的控制策略。 文中还对该微型逆变器的主电路、检测电路和辅助电路进行设计。最后还通过Matlab软件的simulink模块对升压半桥式微型逆变器拓扑及其控制策略进行仿真验证，其仿真结果验证了该系统的可行性。 【关键词】：光伏并网 微型逆变器 拓扑 控制策略
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致谢7-10
• 插图清单10-12
• 表格清单12-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 太阳能及其光伏产业13-15
• 1.2 光伏并网微型逆变器的发展和研究概述15-18
• 1.2.1 光伏并网微型逆变器的发展15-16
• 1.2.2 光伏并网微型逆变器研究关键技术16-18
• 1.3 论文的主要研究内容18-19
• 第二章 光伏并网微型逆变器拓扑的研究19-27
• 2.1 光伏并网微型逆变器拓扑结构概述19-20
• 2.2 电压型高频链微型逆变器20-23
• 2.3 电流型高频链微型逆变器23-25
• 2.4 电压型拓扑与电流型拓扑的区别25-27
• 第三章 升压半桥式光伏并网微型逆变器的研究27-42
• 3.1 升压半桥式微型逆变器拓扑27-28
• 3.2 升压半桥式变换器工作原理分析28-33
• 3.2.1 开关状态分析28-30
• 3.2.2 输入输出关系30-33
• 3.3 微型逆变器的控制策略33-35
• 3.3.1 DC/DC 变换器控制33-34
• 3.3.2 DC/AC 逆变器控制34-35
• 3.4 微型逆变器的 MPPT 控制35-37
• 3.4.1 常见的 MPPT 方法35-37
• 3.4.2 变步长扰动观察法37
• 3.5 微型逆变器反孤岛策略37-42
• 3.5.1 孤岛检测方法37-39
• 3.5.2 孤岛频率电压的变化机理39-40
• 3.5.3 SMS 滑模频率偏移反孤岛策略40-42
• 第四章 微型逆变器主电路的设计和仿真42-53
• 4.1 升压半桥式微型逆变器设计目标42
• 4.2 升压半桥式微型逆变器电路的设计42-45
• 4.2.1 变压器变比和漏感42-43
• 4.2.2 输入端解耦电解电容选取43-44
• 4.2.3 升压电感取值44
• 4.2.4 开关管 S1和 S2选取44
• 4.2.5 滤波器的设计44-45
• 4.3 控制电路和辅助电源的设计分析45-48
• 4.3.1 控制芯片选择45-46
• 4.3.2 光伏阵列电压检测46
• 4.3.3 光伏阵列电流检测46-47
• 4.3.4 电网电压和过零检测47
• 4.3.5 并网电流检测47-48
• 4.3.6 辅助电源的设计48
• 4.4 Matlab 仿真48-52
• 4.4.1 DC/DC 升压控制模式49-51
• 4.4.2 DC/AC 电流波形控制51-52
• 4.4.3 孤岛仿真52
• 4.4 本章小结52-53
• 第五章 总结与展望53-54
• 5.1 本文主要工作53
• 5.2 发展和展望53-54
• 参考文献54-57
• 攻读硕士学位期间发表的论文57-58

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