【摘要】：鑒于我國面臨嚴(yán)峻的能源局面以及傳統(tǒng)能源發(fā)電方式給生產(chǎn)生活和生態(tài)環(huán)境帶來負(fù)面影響,國家積極推進(jìn)新能源發(fā)電。光伏微型逆變器由于具備穩(wěn)定可靠、配置靈活、高效清潔等優(yōu)點(diǎn)而備受人們關(guān)注。增加蓄電池模塊的微型逆變器有效減小了天氣因素對逆變器工作可靠性的影響,提高了光伏電池板的能量利用率。本文以此為切入點(diǎn),對光伏微型逆變器展開了研究。第一,對單純并離網(wǎng)模式的微型逆變器(本文簡稱傳統(tǒng)微型逆變器)的工作模式進(jìn)行分析。首先對反激電路進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,并在并網(wǎng)模式下引入了最大功率跟蹤(Maximum Power Point Tracking,MPPT)技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)無差跟蹤并網(wǎng)正弦電流,本文引入了自適應(yīng)諧振控制器。然后在并離網(wǎng)模式下,分別對電網(wǎng)部分和負(fù)載部分的控制器進(jìn)行設(shè)計,并通過仿真對控制效果進(jìn)行驗(yàn)證。第二,為了解決微型逆變器存在光伏板能量利用率低的問題,本文對在傳統(tǒng)微型逆變器的基礎(chǔ)上增設(shè)蓄電池模塊進(jìn)行了著重介紹。設(shè)計了一種雙向DC/DC電路,并對單向反激電路、逆變電路等拓?fù)溥M(jìn)行改進(jìn),新型的雙向反激電路、雙向DC-AC電路使得能量能在微逆電路和蓄電池電路中雙向傳遞。搭建升壓斬波電路和降壓斬波電路的數(shù)學(xué)模型,并對改進(jìn)后的微型逆變器在不同光照情況下的工作模式進(jìn)行分析,然后在并離網(wǎng)模式下,對蓄電池部分的控制器分別進(jìn)行設(shè)計,并在仿真中對四種工作模式的控制效果進(jìn)行驗(yàn)證。第三,由于微型逆變器的輸出功率只有幾百瓦,為提高系統(tǒng)效率,需盡可能降低系統(tǒng)的硬件損耗,因此本文對主功率板各元器件的參數(shù)進(jìn)行了嚴(yán)格設(shè)計。在分析硬件元器件工作特性的同時,對電路各部分的損耗進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,采用控制變量法。當(dāng)系統(tǒng)工作頻率或輸入功率發(fā)生變化時,比較系統(tǒng)在不同反激電路拓?fù)湎庐a(chǎn)生的損耗,并搭建實(shí)驗(yàn)平臺,對系統(tǒng)效率進(jìn)行測驗(yàn),選擇最優(yōu)工作拓?fù)洹５谒?搭建250W光伏微型逆變器物理實(shí)驗(yàn)平臺,對新型工作模式下的控制方法及輸出波形進(jìn)行驗(yàn)證。
[Abstract]:In view of the severe energy situation in China and the negative impact of traditional energy generation on production, living and ecological environment, the country actively promotes new energy generation. Photovoltaic miniature inverters have attracted much attention because of their advantages such as stability, reliability, flexible configuration, high efficiency and cleanliness. Increasing the miniature inverter of battery module can effectively reduce the influence of weather factors on the reliability of the inverter and improve the energy utilization ratio of photovoltaic panels. In this paper, the photovoltaic miniature inverter is studied. Firstly, the working mode of simple parallel-off-grid miniature inverter (traditional miniature inverter) is analyzed. Firstly, the mathematical model of flyback circuit is established, and the maximum power tracking (Maximum Power Point Tracking,MPPT) technique is introduced in grid-connected mode. In order to realize the sinusoidal current without difference tracking, an adaptive resonant controller is introduced in this paper. Then the controller of the power system and the load part are designed in parallel and off-grid mode, and the control effect is verified by simulation. Secondly, in order to solve the problem of low energy utilization of photovoltaic panels in miniature inverters, this paper mainly introduces the addition of battery modules on the basis of traditional miniature inverters. A bidirectional DC/DC circuit is designed, and the topology of unidirectional flyback circuit and inverter circuit is improved. The new bi-directional flyback circuit and bidirectional DC-AC circuit make the energy can be transferred bidirectionally in micro-inverse circuit and battery circuit. The mathematical models of the boost chopper circuit and the step-down chopper circuit are built, and the operation modes of the improved miniature inverter under different illumination conditions are analyzed. Then, the controller of the battery part is designed separately in the parallel off-grid mode. The control effect of the four working modes is verified in the simulation. Thirdly, because the output power of the miniature inverter is only several hundred watts, in order to improve the system efficiency, the hardware loss of the system should be reduced as much as possible, so the parameters of each component of the main power board are strictly designed in this paper. At the same time, the loss of each part of the circuit is modeled by the control variable method. When the operating frequency or input power of the system changes, the losses of the system under different flyback circuit topologies are compared, and an experimental platform is built to test the system efficiency and select the optimal working topology. Fourthly, the physical experiment platform of 250 W photovoltaic miniature inverter is built to verify the control method and output waveform in the new mode.
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM464

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2317369