【摘要】：隨著能源危機(jī)的加劇及自然環(huán)境的惡化,大規(guī)模發(fā)展利用可再生能源已經(jīng)成為人類社會的共識,其中光伏發(fā)電是最具前景和最具代表性的可再生能源項目之一。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,最大功率點(diǎn)追蹤(MPPT)功能是必不可少的,它可以保證光伏陣列盡可能地輸出最大功率,從而提高對太陽能的利用率。根據(jù)應(yīng)用場合的不同,可將光伏MPPT分為光伏陣列級MPPT、光伏組串級MPPT和光伏組件級MPPT。并聯(lián)型功率優(yōu)化器(PPO)是實現(xiàn)組件級MPPT的有效方法,并且并聯(lián)型功率優(yōu)化器非常適合應(yīng)用于分布式發(fā)電系統(tǒng)。本文針對并聯(lián)型功率優(yōu)化器的電路拓?fù)浜涂刂撇呗缘汝P(guān)鍵問題展開研究。首先闡述了并聯(lián)型功率優(yōu)化器的概念,并進(jìn)一步分析了并聯(lián)型功率優(yōu)化器所研究的主要問題,以及并聯(lián)型功率優(yōu)化器所涉及的關(guān)鍵技術(shù)。由于并聯(lián)型功率優(yōu)化器的核心功能就是實現(xiàn)光伏組件的MPPT控制,因此文中研究了MPPT算法,詳細(xì)介紹了光伏電池模型,在此基礎(chǔ)上闡述了 MPPT的控制原理并分析了一些經(jīng)典的MPPT算法,之后介紹了本文所采用的基于恒定電壓法和變步長擾動觀測法組合的改進(jìn)的MPPT算法,這種算法能滿足所研究的并聯(lián)型功率優(yōu)化器的需求。其次,本文研究了并聯(lián)型功率優(yōu)化器的拓?fù)?并聯(lián)型功率優(yōu)化器的拓?fù)鋺?yīng)采用隔離型高增益變換拓?fù)洹Ｎ闹薪榻B了隔離型高增益的幾種典型拓?fù)?然后引入一種基于耦合電感倍壓單元的Forward-Flyback變換器作為PPO主拓?fù)?Forward與Flyback變換單元并聯(lián)輸入串聯(lián)輸出,實現(xiàn)了高增益變換。變壓器初級側(cè)在開關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷期間均向次級傳遞能量,提高了變壓器的利用率。變換器拓?fù)浜啙?成本較低。最后,文章對給出了并聯(lián)型功率優(yōu)化器的控制策略,為了提高電路的變換效率,提出了針對Forward-Flyback變換器的軟開關(guān)控制方法,實現(xiàn)電路拓?fù)渲卸䴓O管的零電流關(guān)斷(ZCS)和開關(guān)管的零電壓開通(ZVS)。在軟開關(guān)控制的基礎(chǔ)上,結(jié)合所采用的MPPT算法,給出了PPO的控制策略,文中還給出了并聯(lián)型功率優(yōu)化器的硬件設(shè)計方案,并設(shè)計了一臺樣機(jī),通過實驗驗證了理論的正確性。
【圖文】：

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑圖１．３邋（ｂ）所示的是組串式結(jié)構(gòu)，多個光伏組件串聯(lián)形成光伏組串，然后通過組串式逡逑光伏逆變器并入電網(wǎng)發(fā)電。與集中式結(jié)構(gòu)相比，姐串式結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)有：系統(tǒng)中不需要逡逑阻塞二極管，損耗降低；解決了組串功率失配問題，系統(tǒng)抗熱斑和抗陰影能力增強(qiáng)；多路逡逑ＭＰＰＴ設(shè)計，，每個光伏組串都可以工作在最大功率點(diǎn)（ＭａｘｉｍｕｍＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔ，ＭＰＰ），提高逡逑了發(fā)電量等。組串式結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)包括：不能確保組串中每個光伏組件都工作在最大功逡逑率點(diǎn)，仍存在組件功率失配的問題；系統(tǒng)所需并網(wǎng)逆變器數(shù)量較多，故障率高，不利于進(jìn)逡逑行管理維護(hù)；多臺并網(wǎng)逆變器并聯(lián)時，總諧波較高等。組串式光伏逆變器功率等級一般在逡逑若干千瓦到數(shù)十千瓦之間｜３＿５１，組串式結(jié)構(gòu)適用于中小功率光伏并網(wǎng)發(fā)電場合。逡逑圖丨．３（ｃ）所示的是微型逆變器（Ｍｉｃｒｏ－Ｉｎｖｅｒｔｅｒ）結(jié)構(gòu)，又被稱為交流模塊（ＡＣ邋Ｍｏｄｕｌｅ）逡逑結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中

光伏發(fā)電場合。實際上ＰＰＯ就是一個ＤＣ／ＤＣ變換器，輸入端接到光伏組件上，輸出端接逡逑入直流母線。逡逑如圖１．４所示，ＰＰＯ由兩個部分組成，一部分是高頻ＤＣ／ＤＣ變換器，另一部分是輸逡逑出濾波器。逡逑并聯(lián)型功率優(yōu)化器（ＰＰＯ）逡逑ｈ邐—輸出１直流逡逑；ＳＳ邋—濾波器ｊ＿母線逡逑邐邐邐邐逡逑圖１．４并聯(lián)型功率優(yōu)化器示意圖逡逑ＰＰＯ的主要特點(diǎn)如下：逡逑６逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM615

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本文編號：2648870