【摘要】：多單元級聯(lián)光伏并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)具有電平數(shù)多、諧波少、效率高的優(yōu)點(diǎn),而且多單元級聯(lián)結(jié)構(gòu)可以采用對各級光伏單元獨(dú)立的MPPT(Maximum Power Point Tracking)控制,在最大功率輸出控制方面的效果更顯著,有效降低因光照波動而造成的功率損失,提高光伏利用率。同時這種級聯(lián)結(jié)構(gòu)可以將多個低功率單元合成高壓輸出,在工程應(yīng)用中可以使用成本較低的低壓電力電子器件。所以,在光伏發(fā)電中,多單元級聯(lián)光伏并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)有著廣泛的應(yīng)用。首先,本文以單相級聯(lián)光伏并網(wǎng)逆變器為研究對象,詳細(xì)介紹了其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理和控制方法。在歸納總結(jié)了級聯(lián)型光伏逆變器中常見的三種功率控制策略的基礎(chǔ)上,采用了基于占空比有功分量修正的功率控制策略來控制各級光伏單元的有功輸出,隨后為了驗(yàn)證本文對該結(jié)構(gòu)所采用的各種控制策略的有效性,進(jìn)行了仿真分析,波形結(jié)果驗(yàn)證了控制策略的有效性。在前面的基礎(chǔ)上,本文提出了一種帶超級電容儲能的混合級聯(lián)型光伏并網(wǎng)逆變器,將超級電容作為獨(dú)立的一級與多級光伏單元級聯(lián)。通過對超級電容單元的控制,一方面實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)輸出功率波動的抑制,另一方面利用超級電容單元輸出無功功率從而擴(kuò)大了光伏單元的電壓輸出范圍,提高整個光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨后,針對這種混合級聯(lián)結(jié)構(gòu),本文采用了基于PI控制和重復(fù)控制的雙環(huán)控制策略,同時引入了基于占空比有功分量修正的功率控制方法。仿真結(jié)果顯示系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定、高效工作。最后,本文搭建了一個四單元(一個超級電容單元+三個光伏單元)混合級聯(lián)的光伏并網(wǎng)逆變器實(shí)驗(yàn)平臺,通過實(shí)驗(yàn)的方式驗(yàn)證了本文所提出的混合級聯(lián)結(jié)構(gòu)的可行性以及所采用的控制策略的有效性和高效性。該光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的以單位功率因數(shù)并網(wǎng)。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM464
【圖文】：

電供給比例也將達(dá)到 10%以上。通過這些數(shù)據(jù)可以景[4,5]。發(fā)電技術(shù)的發(fā)展網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)的發(fā)展.1 所示，光伏并網(wǎng)是通過逆變器將太陽能電池板發(fā)出于如何降低光伏系統(tǒng)的自身損耗、以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如這三個問題一直都是光伏技術(shù)探索的必要課題。從器是太陽能電池板輸出電力轉(zhuǎn)換的主要結(jié)構(gòu)，其作[6-8]。設(shè)計合理的逆變器結(jié)構(gòu)一方面能夠顯著的改善伏系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率，另一方面也可以降低光伏的研究對整個光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及光伏行業(yè)的市場。

如果逆變器中存在變壓器，就屬于隔離型光伏并網(wǎng)逆變器，需要進(jìn)行變量變換，這是一個電能-磁能-電能的過程，如果不是在理想條件下，將會的能量消耗。但是變壓器的存在，會形成電氣隔離的效果，提高了系統(tǒng)。因?yàn)楣ぷ鳁l件的不同，隔離型光伏并網(wǎng)逆變器形成了高頻和工頻兩種不。如圖 1.2（b）所示，工頻的隔離逆變器的工作過程是直接將直流電逆低壓交流電，然后以工頻變壓器得到標(biāo)準(zhǔn)交流電。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)明顯，簡單，控制方便；其次可在較低的電壓下實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)功能。但是缺點(diǎn)，體積比較大，笨重不易移動，而且價格比較高的同時效率又不是很高.2（c）所示，高頻的隔離逆變器的工作過程是將低壓的直流電變換為高交流電，然后通過高頻變壓器升壓后經(jīng)轉(zhuǎn)換電路得到工頻標(biāo)準(zhǔn)電壓的交流變壓器使用了高頻磁芯材料，所以高頻變壓器的體積一般不大，而且重功率密度相對較高。高頻隔離逆變器耗電低、效率高，深受市場的喜愛。

逆變器根據(jù)能量轉(zhuǎn)換的級數(shù)可以分為單級式光伏并變器，不同級數(shù)的逆變器在結(jié)構(gòu)和效率上都大不一光伏并網(wǎng)逆變器的能量轉(zhuǎn)換過程簡單，中間損耗較需的最大功率跟蹤控制以及最后的并網(wǎng)控制都需要控制策略會非常的復(fù)雜。單極式逆變器是直接將太轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)交流電輸入電網(wǎng)，結(jié)構(gòu)上的簡化使得所較小，具有高效低功耗，資金投入少的優(yōu)點(diǎn)，但是結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2799258