本文關(guān)鍵詞：微型光伏并網(wǎng)逆變器研制

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【摘要】：隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染的加劇,發(fā)展可替代能源和清潔能源已經(jīng)成為世界各國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要目標(biāo)。而太陽能以其取之不盡用之不竭的特點(diǎn),受到廣泛的重視,光伏發(fā)電應(yīng)運(yùn)而生,而且必將得到快速的發(fā)展。目前,光伏發(fā)電大致有兩個(gè)方向：千瓦等級(jí)小型分布式發(fā)電和兆瓦等級(jí)的大型集中式光伏發(fā)電,并網(wǎng)逆變器是其中的核心設(shè)備。微型光伏并網(wǎng)逆變器具有安全低電壓、模塊化設(shè)計(jì)、高可靠性、無單點(diǎn)故障等優(yōu)點(diǎn),是分布式發(fā)電系統(tǒng)尤其是光伏建筑一體化(BIPV)的首選設(shè)備,同時(shí)也是并網(wǎng)逆變器發(fā)展的一個(gè)重要方向。目前,產(chǎn)品化的微型光伏并網(wǎng)逆變器存在成本高、功率密度不大等阻礙其市場推廣的缺點(diǎn)。因此,研究和設(shè)計(jì)一臺(tái)低成本、高可靠性、高功率密度的微型光伏并網(wǎng)逆變器是本文的主要工作。 本文借鑒工程設(shè)計(jì)的思路,按照電路理論研究、仿真模型驗(yàn)證及軟硬件設(shè)計(jì)的流程展開研究。首先,對(duì)微型光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)湫问竭M(jìn)行了分類,并對(duì)典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比分析,進(jìn)而確定了本文所用的交錯(cuò)反激型拓?fù)浞桨�。其�?分析了交錯(cuò)反激型拓?fù)涞墓ぷ髂B(tài),依據(jù)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)的參數(shù)設(shè)計(jì)和器件選型,并給出了磁性元件的設(shè)計(jì)方法。同時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了建模,并對(duì)比研究了不同控制策略的控制效果。再次,在對(duì)系統(tǒng)損耗分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行了效率的優(yōu)化：針對(duì)反激變壓器漏感能量的問題,采用了非互補(bǔ)型有源鉗位技術(shù),本文詳細(xì)分析了帶有源鉗位的反激型逆變器各個(gè)模態(tài)的工作原理,并給出了鉗位電路的參數(shù)設(shè)計(jì),仿真結(jié)果表明鉗位電路能夠?qū)崿F(xiàn)漏感能量的回收和主管的ZVS開通；針對(duì)光伏池板的非線性輸出特性,采用擾動(dòng)觀察法進(jìn)行MPPT,使其工作在最大功率點(diǎn)處,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。 最后,基于理論研究和仿真驗(yàn)證,開發(fā)設(shè)計(jì)了一臺(tái)280W的實(shí)驗(yàn)原理樣機(jī)。其具有體積小、成本低、重量輕,無需外置風(fēng)扇等特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該樣機(jī)各部分硬件電路均能正常工作,輸出波形良好,能夠穩(wěn)定運(yùn)行并實(shí)現(xiàn)基本功能。
【關(guān)鍵詞】：微型光伏并網(wǎng)逆變器 交錯(cuò)反激型 非互補(bǔ)有源鉗位 MPPT
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM464;TM615
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-11
• 1 引言11-19
• 1.1 背景介紹11-13
• 1.2 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展13-14
• 1.3 微型并網(wǎng)逆變器的研究概述和發(fā)展14-17
• 1.3.1 微型逆變器的研究概述14-15
• 1.3.2 微型并網(wǎng)逆變器市場化發(fā)展15-17
• 1.4 本文研究內(nèi)容17-19
• 2 微型光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)浞桨秆芯?/span>19-31
• 2.1 拓?fù)溥x擇概述19
• 2.2 拓?fù)浞桨阜治?/span>19-25
• 2.2.1 含直流母線的拓?fù)?/span>19-21
• 2.2.2 含虛擬直流母線的拓?fù)?/span>21-23
• 2.2.3 不含直流母線的拓?fù)?/span>23-25
• 2.3 拓?fù)浞桨傅难芯繉?duì)比25-29
• 2.3.1 開關(guān)器件的電壓應(yīng)力對(duì)比25-27
• 2.3.2 功率解耦電容的應(yīng)力對(duì)比27-29
• 2.4 拓?fù)湫〗Y(jié)29-31
• 3 交錯(cuò)反激型微型光伏并網(wǎng)逆變器31-51
• 3.1 工作原理分析31-35
• 3.2 硬件參數(shù)計(jì)算與器件選型35-40
• 3.2.1 硬件設(shè)計(jì)參數(shù)35
• 3.2.2 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)與選型35-38
• 3.2.3 磁性元件設(shè)計(jì)38-40
• 3.3 系統(tǒng)損耗分析40-43
• 3.4 微逆建模與控制策略研究43-49
• 3.4.1 微逆的控制系統(tǒng)組成43-44
• 3.4.2 微逆建模44-45
• 3.4.3 電流環(huán)控制策略研究45-49
• 3.5 本章小結(jié)49-51
• 4 漏感能量吸收與最大功率點(diǎn)跟蹤51-67
• 4.1 漏感能量吸收51-60
• 4.1.1 RCD能量吸收方法51-52
• 4.1.2 非互補(bǔ)型有源鉗位電路模態(tài)分析52-56
• 4.1.3 參數(shù)設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證56-60
• 4.2 最大功率點(diǎn)跟蹤60-65
• 4.2.1 太陽能光伏電池的特性60-62
• 4.2.2 最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)62-65
• 4.3 本章小結(jié)65-67
• 5 交錯(cuò)反激型微逆的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)67-77
• 5.1 交錯(cuò)反激型微逆的硬件實(shí)現(xiàn)67-72
• 5.1.1 主電路硬件實(shí)現(xiàn)67-68
• 5.1.2 輔助供電硬件設(shè)計(jì)68-69
• 5.1.3 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)69-70
• 5.1.4 采樣與保護(hù)電路設(shè)計(jì)70-72
• 5.2 交錯(cuò)反激式微逆的軟件實(shí)現(xiàn)72-76
• 5.2.1 控制芯片選取72-73
• 5.2.2 DSP的最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)73-74
• 5.2.3 軟件流程算法設(shè)計(jì)74-76
• 5.3 本章小結(jié)76-77
• 6 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和結(jié)果77-83
• 6.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹77-78
• 6.2 實(shí)驗(yàn)調(diào)試與結(jié)果78-83
• 6.2.1 硬件功能模塊調(diào)試78-80
• 6.2.2 整機(jī)運(yùn)行調(diào)試80-83
• 7 結(jié)論83-85
• 7.1 本文的主要工作83
• 7.2 本文的工作展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-87
• 作者簡歷87-91
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集91

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 郭小強(qiáng);鄔偉揚(yáng);趙清林;;新型并網(wǎng)逆變器控制策略比較和數(shù)字實(shí)現(xiàn)[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2007年05期

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4 周林;武劍;栗秋華;郭珂;;光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法綜述[J];高電壓技術(shù);2008年06期

5 徐政;林崇;何少強(qiáng);;單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)功率解耦的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];電氣傳動(dòng);2012年10期

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本文編號(hào)：1074858