發(fā)布時間：2017-08-21 13:28

  本文關(guān)鍵詞：雙通道交錯反激型光伏并網(wǎng)微逆變器研究

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【摘要】：隨著社會的進步與科技的快速發(fā)展、能源需求量的增大和化石能源的日益短缺,可再生能源的利用越來越得到人們的重視。太陽能以其獨特的優(yōu)勢,扮演著越來越重要的角色,而光伏(Photovoltaic, PV)并網(wǎng)發(fā)電作為太陽能利用的一種形式,己成為研究和應用的熱點。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)換的核心裝置是逆變器,而隨著家庭用戶的迅猛增加與光伏建筑一體化(Building Integrated Photovoltaic, BIPV)技術(shù)的快速發(fā)展,開發(fā)低成本、高效率的光伏并網(wǎng)微逆變器是各國研究人員追求的目標。本文研究了一種雙通道光伏并網(wǎng)微逆變器的電路原理和控制方法,和傳統(tǒng)的單通道反激型微逆變器一樣,系統(tǒng)由兩級電路構(gòu)成,前級DC/DC電路選用交錯并聯(lián)型反激變換器,而后級DC/AC電路則選用2MOSFET+2SCR的全橋逆變拓撲。論文詳細分析了這種雙通道并網(wǎng)微逆變器系統(tǒng)的工作原理和控制方法。相對于傳統(tǒng)的每塊光伏電池組件配備一支逆變器,本文提出兩個組件共用一支逆變器的方案,且在效率和成本之間做了折衷,使得性價比得以提高。論文對雙通道反激型微逆變器中的4路反激電路提出交錯控制策略,4路原邊開關(guān)管提供相移90度的驅(qū)動脈沖控制信號,不僅可以抑制組件側(cè)的電流紋波,而且可以抑制輸出側(cè)的電流紋波。分析了并網(wǎng)微逆變器系統(tǒng)的等效電路圖,建立了微型逆變器的小信號模型,為控制參數(shù)的整定提供了理論設(shè)計依據(jù)；論文還對基于M1200E芯片的通信技術(shù)做了分析與研究。根據(jù)雙通道微逆變器的性能指標,給出了主要硬件電路的設(shè)計和軟件流程圖。其中硬件設(shè)計包括：主要電路參數(shù)設(shè)計、功率器件選型、采樣調(diào)理電路的設(shè)計、驅(qū)動電路的設(shè)計。軟件設(shè)計給出了主要程序的流程圖。通過PSIM軟件仿真,驗證了理論分析的正確性,在此基礎(chǔ)上,研制了一臺490W的雙通道微逆變器實驗樣機。論文選用TI公司的數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor, DSP) TMS320F28035做為主控芯片,實現(xiàn)了微逆變器系統(tǒng)的全數(shù)字控制。最后,對490W樣機進行了實驗和仿真。并采用本文提出的4路反激型交錯并聯(lián)運行的控制策略,對效率、功率因數(shù)和諧波進行了測試,測試數(shù)據(jù)表明實驗樣機達到了預期設(shè)計的性能指標。
【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng)發(fā)電 微逆變器 交錯并聯(lián) 數(shù)字控制
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM464;TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-22
• 1.1 課題研究背景與意義9-10
• 1.2 光伏微逆變器的出現(xiàn)10-11
• 1.3 光伏微逆變器國內(nèi)外發(fā)展概況11-18
• 1.3.1 光伏微逆變器拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀12-16
• 1.3.2 微逆的控制方法現(xiàn)狀16-18
• 1.4 輸入電流采樣方案18-20
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容20-22
• 第二章 雙通道交錯反激型微逆變器的工作原理22-29
• 2.1 光伏并網(wǎng)微逆變器的系統(tǒng)設(shè)計22-24
• 2.1.1 前級DC/DC升壓電路的選擇22-23
• 2.1.2 后級DC/AC逆變電路的選擇23-24
• 2.2 雙通道交錯并聯(lián)反激型微逆變器的工作原理24-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第三章 雙通道交錯反激型變換器的建模與控制策略29-40
• 3.1 雙通道交錯反激型變換器的等效電路29-31
• 3.2 雙通道交錯反激型變換器小信號模型31-33
• 3.3 雙通道反激型并網(wǎng)微逆變器的控制策略33-39
• 3.3.1 4路反激交錯并聯(lián)運行控制策略33-34
• 3.3.2 電流控制環(huán)的控制策略34-36
• 3.3.3 基于MI200E芯片的電力載波通信技術(shù)36-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 雙通道交錯反激型微逆變器的設(shè)計40-57
• 4.1 雙通道交錯反激型光伏并網(wǎng)微逆變器的硬件設(shè)計40-50
• 4.1.1 輸入解耦電容設(shè)計40-42
• 4.1.2 反激高頻開關(guān)管的選擇42-43
• 4.1.3 反激高頻變壓器的設(shè)計43-47
• 4.1.4 輸出整流二極管的選擇47-48
• 4.1.5 全橋開關(guān)管的選擇48-49
• 4.1.6 EMI濾波器電路設(shè)計49-50
• 4.2 控制電路設(shè)計50-55
• 4.2.1 采樣電路設(shè)計50-53
• 4.2.2 驅(qū)動電路設(shè)計53-55
• 4.3 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 仿真和實驗結(jié)果分析57-62
• 5.1 基于PSIM仿真和仿真結(jié)果分析57-58
• 5.2 實驗結(jié)果與分析58-60
• 5.3 樣機效率測試60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 總結(jié)62
• 6.2 展望62-64
• 參考文獻64-71
• 致謝71-73
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及科研項目73-75

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