【摘要】：從能源的長遠發(fā)展來看,新能源終將取代常規(guī)能源。而從近期發(fā)展來看,新能源勢必將成為電力市場的重要組成部分。出于政策的扶持,光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)作為新能源領(lǐng)域的重要組成部分在近十年來快速的發(fā)展。光伏并網(wǎng)逆變器也作為能量轉(zhuǎn)換與控制的核心部件,成為國內(nèi)外學(xué)者研究的重點。根據(jù)電力裝置小型化、高功率密度的發(fā)展趨勢,本文研究了一種LCT諧振式高頻隔離型光伏并網(wǎng)逆變器,其具有質(zhì)量輕、功率密度高、電氣隔離等優(yōu)點,適用于單相中小功率分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。首先,介紹了課題提出的逆變器電路拓撲,簡述了電路的工作模式,說明了電路各個模塊的作用。詳細的數(shù)學(xué)推導(dǎo)了正弦脈寬脈位調(diào)制方式,分析了電路工作在諧振狀態(tài)時,移相角小于臨界移相角時的各個工作模態(tài),證明了該方案的可行性。接著對電路模型進行了穩(wěn)態(tài)分析,建立諧振等效模型,得到了諧振單元的參數(shù)對逆變器的增益、軟開關(guān)及效率的影響關(guān)系,給出了設(shè)計諧振參數(shù)的原則。其次,根據(jù)電路拓撲的工作特點,設(shè)計了包含電壓前饋和死區(qū)補償?shù)拳h(huán)節(jié)的閉環(huán)控制策略,從而實現(xiàn)逆變器單位功率因數(shù)高效穩(wěn)定的并網(wǎng)運行。對最大功率點跟蹤、死區(qū)補償、鎖相環(huán)技術(shù)和孤島檢測等環(huán)節(jié)從原理到仿真進行了系統(tǒng)的說明。隨后從理論上對控制系統(tǒng)進行了穩(wěn)定性分析,驗證了閉環(huán)系統(tǒng)的可行性,建立了整個逆變系統(tǒng)模型進行了驗證。最后,根據(jù)提出的電路拓撲和控制策略,設(shè)計了樣機的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng),實現(xiàn)了逆變器在閉環(huán)控制系統(tǒng)下穩(wěn)定高效的運行。通過對樣機各個環(huán)節(jié)波形的分析,證明了軟硬件系統(tǒng)的可行性和理論的正確性,為后續(xù)研究該類逆變器提供參考。
[Abstract]:From the long-term development of energy, new energy will replace conventional energy. From the recent development, new energy is bound to become an important part of the electricity market. As an important part of the new energy field, photovoltaic power generation industry has developed rapidly in the past decade. Photovoltaic grid-connected inverter, as the core component of energy conversion and control, has become the focus of scholars at home and abroad. According to the development trend of miniaturization and high power density of power equipment, this paper studies a LCT resonant high-frequency isolated photovoltaic grid-connected inverter, which has the advantages of light weight, high power density and electrical isolation. It is suitable for single phase, medium and small power distributed photovoltaic grid-connected generation system. Firstly, the topology of inverter is introduced, the working mode of the circuit is briefly described, and the function of each module of the circuit is explained. The sinusoidal pulse width modulation mode is deduced in detail, and the working modes when the phase shift angle is less than the critical phase shift angle when the circuit works in the resonant state are analyzed, and the feasibility of the scheme is proved. Then the steady state of the circuit model is analyzed and the resonant equivalent model is established. The influence of the resonant cell parameters on the gain, soft switching and efficiency of the inverter is obtained, and the principle of designing the resonant parameters is given. Secondly, according to the working characteristics of the circuit topology, a closed-loop control strategy including voltage feedforward and dead-time compensation is designed to realize efficient and stable grid-connected operation of inverter unit power factor. The maximum power point tracking, dead-zone compensation, phase-locked loop technology and islanding detection are systematically explained from principle to simulation. Then the stability of the control system is analyzed theoretically, the feasibility of the closed-loop system is verified, and the whole inverter system model is established. Finally, according to the proposed circuit topology and control strategy, the hardware and software systems of the prototype are designed, and the inverter runs stably and efficiently under the closed-loop control system. By analyzing the waveforms of each link of the prototype, the feasibility of the hardware and software system and the correctness of the theory are proved, which provides a reference for the further study of this kind of inverter.
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM464;TM615

【參考文獻】

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本文編號：2140569