基于独立光伏组件并网逆变器（ac module）的研究

【摘要】： 世界能源危机的加剧使得光伏发电得到了长足的发展并已成为新能源利用的主流之一。而并网发电是光伏利用的必然趋势，随着太阳能电池和电力电子技术的不断进步，光伏并网发电不断向高效率、高功率密度方向发展，伴随着对系统的可靠性以及成本要求也越来越高。 在光伏并网系统中，ac module并网系统是基于独立光伏组件的并网系统，从安全性、经济性以及小型化方面考虑都有独特的优点，是未来光伏并网系统的发展趋势。本文总结了ac module的常用拓扑和各自优缺点；提出一种新的电压型ac module拓扑—推挽串联谐振式电压型ac module，并将此拓扑做为本文设计的系统。详细分析了该系统的工作原理。分别用状态空间平均法对电压型和电流型ac module进行建模，详细分析了ac module的控制过程，并采用了一种较新的最大功率点跟踪方法，可随着不同的日照强度调整逆变器的输出电流基准信号，使光伏组件能够工作在最大功率点。在文章的最后，对100W的推挽串联谐振式电压型高频链ac module进行参数设计，对其参数选择做了详尽地分析，并且由Saber仿真，验证了本文所设计系统的可行性。 【关键词】：光伏发电系统 ac module 串联谐振 最大功率点跟踪
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 光伏并网发电技术的发展12
• 1.2 光伏并网发电系统结构的发展趋势12-14
• 1.3 ac module的发展与研究概述14-16
• 1.3.1 ac module的发展概述14-16
• 1.3.2 ac module的研究概述16
• 1.4 本论文研究的背景及主要内容16-18
• 第二章 ac module的拓扑结构18-34
• 2.1 传统的ac module拓扑结构18-20
• 2.2 高频链ac module拓扑结构20-34
• 2.2.1 电压型高频链 ac module拓扑结构20-28
• 2.2.2 电流源高频链 ac module拓扑结构28-34
• 第三章 ac module的建模34-45
• 3.1 ac module的建模概述34-36
• 3.2 电流型高频链ac module的建模36-40
• 3.3 电压型高频链ac module的建模40-45
• 第四章 ac module的控制策略45-55
• 4.1 控制策略介绍46-48
• 4.2 电网跟踪控制设计48-51
• 4.2.1 电流内环的设计48-49
• 4.2.2 电压外环的设计49
• 4.2.3 前馈控制的设计49-50
• 4.2.4 系统的校正50-51
• 4.3 最大功率点跟踪闭环控制设计51-55
• 4.3.1 光伏组件的基本特性51-52
• 4.3.2 光伏组件的最大功率点跟踪方法52-55
• 第五章 ac module的设计与仿真55-69
• 5.1 主电路设计分析55-58
• 5.1.1 推挽串联谐振变换器的设计55-57
• 5.1.2 全桥逆变器的设计57-58
• 5.2 控制电路设计分析58-64
• 5.2.1 推挽变换器的控制器设计59
• 5.2.2 全桥逆变器的控制器设计59-64
• 5.3 辅助电源的设计64-66
• 5.4 仿真波形分析66-69
• 第六章 总结与展望69-71
• 6.1 总结69
• 6.2 展望69-71
• 参考文献71-76
• 附录1 推挽谐振变换器控制器原理图76-77
• 附录2 全桥逆变器控制器原理图77-78
• 附录3 辅助电源原理图78-79
• 附录4 主电路原理图79-80
• 攻读硕士学位期间发表论文80

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