發(fā)布時間：2017-08-28 11:38

  本文關(guān)鍵詞：組串型非隔離光伏并網(wǎng)逆變器的研究

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【摘要】：新能源的開發(fā)與利用毋庸置疑已經(jīng)成為當今世界各國發(fā)展的主題之一,太陽能的清潔、高效已使其成為了全球范圍內(nèi)能源領(lǐng)域重點開發(fā)的新能源之一。而光伏并網(wǎng)發(fā)電已成為近年來開發(fā)利用太陽能的最重要的形式,因此國內(nèi)外電力電子領(lǐng)域?qū)Σ⒕W(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究也變得炙手可熱。本文就目前光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的研究進行了對比和分析,比較了傳統(tǒng)集中式并網(wǎng)逆變器和組串型并網(wǎng)逆變器的優(yōu)缺點。就組串型非隔離并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)進行了前級DC/DC變換器的拓撲研究比較,深入地研究了交錯并聯(lián)雙Boost拓撲結(jié)構(gòu)作為組串型光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的前級DC/DC變換器對減小光伏輸入紋波的理論依據(jù),并對交錯并聯(lián)雙Boost電路進行了小信號建模分析,得出其小信號模型以便進行調(diào)節(jié)器設(shè)計。并通過仿真驗證了交錯并聯(lián)雙Boost電路對輸入紋波的抑制作用。對并網(wǎng)側(cè),本文研究了其小信號建模,推導出相關(guān)傳遞函數(shù),進行了諧振控制器(PR)的設(shè)計。同時,本文研究了非隔離逆變系統(tǒng)中共模漏電流的產(chǎn)生原因,分析了H5拓撲結(jié)構(gòu)對共模漏電流的抑制作用。給出了本文所設(shè)計的組串型光伏并網(wǎng)逆變器的控制框圖及設(shè)計參數(shù)。最后,進行了2.5KW原理樣機的搭建和調(diào)試,并展示了相關(guān)實驗結(jié)果,表明系統(tǒng)在不同輸出并網(wǎng)功率下均能達到并網(wǎng)要求,PR控制器下,諧波含量低至0.8%,整機效率最高達到96.9%,且實現(xiàn)了最大功率跟蹤(MPPT),單位功率因數(shù)并網(wǎng)到感性和容性無功功率因數(shù)并網(wǎng)的平滑切換,抑制了共模漏電流。
【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng)發(fā)電 組串型 交錯并聯(lián)雙Boost H5拓撲結(jié)構(gòu) 諧振控制器 最大功率跟蹤 共模漏電流
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM615;TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 論文研究的背景10-11
• 1.2 傳統(tǒng)集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)11
• 1.3 組串型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)11-13
• 1.4 論文研究的內(nèi)容和意義13-15
• 第2章 交錯并聯(lián)雙BOOST DC/DC變換器的研究15-24
• 2.1 前級DC/DC變換器分析15-16
• 2.2 交錯并聯(lián)雙Boost DC/DC變換器的研究16-23
• 2.2.1 交錯并聯(lián)雙Boost DC/DC變換器拓撲16-17
• 2.2.2 交錯并聯(lián)雙Boost變換器模態(tài)和主要波形分析17-19
• 2.2.3 交錯并聯(lián)雙Boost DC/DC變換器紋波分析19-21
• 2.2.4 交錯并聯(lián)雙Boost DC/DC變換器仿真分析21-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第3章 H5 DC/AC逆變器的研究24-32
• 3.1 非隔離并網(wǎng)逆變器中共模漏電流的分析24-28
• 3.1.1 非隔離并網(wǎng)逆變器寄生電容分析24-25
• 3.1.2 非隔離全橋并網(wǎng)逆變器共模漏電流的產(chǎn)生25-26
• 3.1.3 抑制共模電流的非隔離并網(wǎng)逆變器拓撲及其特性26-28
• 3.2 H5非隔離并網(wǎng)逆變器28-31
• 3.2.1 H5逆變器模態(tài)和抑制共模電流原理分析28-30
• 3.2.2 H5逆變器抑制共模電流的仿真實驗30-31
• 3.3 本章小結(jié)31-32
• 第4章 組串型非隔離光伏并網(wǎng)逆變器中的控制方法32-50
• 4.1 組串型非隔離光伏并網(wǎng)逆變器總體控制框圖32
• 4.2 光伏系統(tǒng)最大功率跟蹤（MPPT）的控制方法及比較32-38
• 4.2.1 光伏系統(tǒng)最大功率跟蹤（MPPT）的原理32-34
• 4.2.2 恒電壓跟蹤方法34-35
• 4.2.3 擾動觀測法35-37
• 4.2.4 增量電導法37-38
• 4.2.5 MPPT的其他方法38
• 4.3 交錯并聯(lián)雙Boost小信號模型分析及其調(diào)節(jié)器設(shè)計38-44
• 4.3.1 交錯并聯(lián)雙Boost電路小信號建模38-42
• 4.3.2 交錯并聯(lián)雙Boost電路調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計42-44
• 4.4 并網(wǎng)側(cè)控制器分析和設(shè)計44-48
• 4.4.1 電流環(huán)比例諧振控制器的設(shè)計44-46
• 4.4.2 電壓環(huán)控制器設(shè)計46-48
• 4.5 逆變器中的功率解耦控制模塊48-49
• 4.6 本章小結(jié)49-50
• 第5章 組串型非隔離光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)平臺的設(shè)計50-59
• 5.1 組串型非隔離光伏并網(wǎng)逆變器主電路圖50
• 5.2 主電路功率開關(guān)器件的選擇50-52
• 5.2.1 交錯雙Boost電路功率開關(guān)器件的選擇50-51
• 5.2.2 H5逆變器功率開關(guān)器件的選擇51-52
• 5.3 交錯雙Boost電路電感的設(shè)計52-53
• 5.4 并網(wǎng)側(cè)LC濾波設(shè)計53-54
• 5.5 輔助供電模塊中反激變換器的設(shè)計54-57
• 5.5.1 60W反激變換器的設(shè)計54-56
• 5.5.2 20W反激變換器的設(shè)計56-57
• 5.6 組串型非隔離光伏并網(wǎng)逆變器實物圖57-58
• 5.7 本章小結(jié)58-59
• 第6章 實驗結(jié)果及分析59-70
• 6.1 實驗平臺介紹59
• 6.2 H5功率開關(guān)器件的驅(qū)動信號分析59
• 6.3 PI控制器下不同并網(wǎng)功率時的實驗結(jié)果分析59-62
• 6.4 PR控制器下不同并網(wǎng)功率時的實驗結(jié)果分析62-64
• 6.5 最大功率跟蹤（MPPT）的實現(xiàn)64-67
• 6.5.1 啟動瞬間最大功率跟蹤實驗64-65
• 6.5.2 穩(wěn)態(tài)過程中輸入電壓突變時的最大功率跟蹤實驗65
• 6.5.3 穩(wěn)態(tài)過程中電網(wǎng)電壓突變時的最大功率跟蹤實驗65-67
• 6.6 抑制共模漏電流實驗分析67-68
• 6.7 單位功率因數(shù)并網(wǎng)到感性和容性無功功率因數(shù)并網(wǎng)的切換實驗68-69
• 6.8 本章小結(jié)69-70
• 第7章 全文總結(jié)和展望70-71
• 7.1 全文總結(jié)70
• 7.2 工作展望70-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單75-76
• 致謝76

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本文編號：747901