本文關(guān)鍵詞：高效光伏并網(wǎng)微型逆變器研究

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【摘要】：相比于集中式和組串式光伏并網(wǎng)逆變器發(fā)電系統(tǒng),光伏微型逆變器發(fā)電系統(tǒng)具有即插即用、易擴容、可靠性高以及可實現(xiàn)面板級最大功率跟蹤等優(yōu)點。從結(jié)構(gòu)上來說,光伏微型逆變器主要有單級式光伏微型逆變器和兩級式光伏微型逆變器。本文重點研究一種基于臨界電流連續(xù)控制策略的后級逆變器,該控制策略可實現(xiàn)逆變器開關(guān)管的零電壓開通,以提高微型逆變器的效率。本文詳細分析了基于臨界電流連續(xù)控制策略實現(xiàn)軟開關(guān)的工作原理。在此基礎上,從開關(guān)頻率和輸出電流THD兩個方面對比研究了單極性調(diào)制策略和雙極性調(diào)制策略,與雙極性調(diào)制策略相比,單極性調(diào)制策略開關(guān)頻率范圍較窄,效率較高,但輸出電流THD略大。在輸出電流THD滿足要求的前提下,可選擇單極性調(diào)制策略以提高效率。根據(jù)復位電流包絡線的不同,可以分為恒定復位電流模式、恒定電流變化量模式和變復位電流模式三種不同復位電流模式,其中恒定復位電流和恒定電流變化量模式是變復位電流模式的兩個特例。在實際應用中,需對電感Lf電流有效值和開關(guān)頻率進行折中考慮,以選擇合適的復位電流模式。本文以恒定復位電流模式為例,對比了基于單極性臨界電流連續(xù)控制策略的兩種實現(xiàn)方式:軟件計算實現(xiàn)方式和硬件復位實現(xiàn)方式,分析各自的優(yōu)缺點。在此基礎上,結(jié)合兩者的優(yōu)點,提出采用數(shù)�；旌蠈崿F(xiàn)方式:即開通時間通過軟件計算得到,而關(guān)斷時間由硬件復位實現(xiàn)。在數(shù)模混合實現(xiàn)方式的基礎上,研究分析了采樣延時、鎖相延時以及驅(qū)動電路延時等控制系統(tǒng)延時的存在會使得電感電流產(chǎn)生畸變,進而影響輸出電流。基于此提出了相應的電流補償方法以補償控制系統(tǒng)延時帶來的影響。針對基于臨界電流連續(xù)的250W光伏逆變器,給出了主電路參數(shù)和控制電路參數(shù)的設計過程,并在Matlab/Simulink中搭建了仿真驗證模型,仿真研究驗證了基于臨界電流連續(xù)控制策略的可行性以及參數(shù)設計的正確性。搭建了一臺基于臨界電流連續(xù)的250W逆變器實驗驗證平臺,通過實驗驗證了基于臨界電流連續(xù)控制策略的可行性以及參數(shù)設計的正確性,最高效率可達98.5%。基于臨界電流連續(xù)控制策略的并網(wǎng)逆變器可實現(xiàn)開關(guān)管的ZVS開通,能大大提高效率,特別適用于兩級式光伏微型逆變器等功率較小的場合。
【關(guān)鍵詞】：光伏微型逆變器 臨界電流連續(xù) 功率解耦 軟開關(guān)
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM464;TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-13
• 第一章 緒論13-28
• 1.1 課題研究背景及意義13-14
• 1.2 光伏微型逆變器研究現(xiàn)狀14-27
• 1.2.1 光伏微型逆變器拓撲結(jié)構(gòu)14-22
• 1.2.2 光伏微型逆變器的軟開關(guān)研究22-27
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)27-28
• 第二章 基于臨界電流連續(xù)模式的并網(wǎng)逆變器工作原理及其分析28-37
• 2.1 工作原理分析28-31
• 2.2 基于臨界電流連續(xù)模式的并網(wǎng)逆變器調(diào)制策略31-33
• 2.2.1 單極性調(diào)制方式31-32
• 2.2.2 雙極性調(diào)制方式32
• 2.2.3 兩種調(diào)制方式對比32-33
• 2.3 三種不同的復位電流模式33-36
• 2.3.1 恒定復位電流模式34
• 2.3.2 恒定電流變化量模式34
• 2.3.3 變復位電流模式34-35
• 2.3.4 三種復位電流模式對比35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第三章 基于臨界電流模式的并網(wǎng)逆變器控制策略37-43
• 3.1 臨界電流模式控制策略實現(xiàn)方式37-39
• 3.1.1 軟件計算實現(xiàn)方式37
• 3.1.2 硬件復位實現(xiàn)方式37-38
• 3.1.3 數(shù)�；旌蠈崿F(xiàn)方式38-39
• 3.2 控制系統(tǒng)延時對電感電流的影響分析39-42
• 3.2.1 控制系統(tǒng)延時對電感電流的影響39-41
• 3.2.2 控制延時補償措施41-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 第四章 基于臨界電流連續(xù)的單極性逆變器設計與仿真43-59
• 4.1 主電路參數(shù)設計43-48
• 4.1.1 逆變器電感Lf設計43-45
• 4.1.2 逆變器輸出電容和電感設計45-46
• 4.1.3 直流側(cè)解耦電容選取46
• 4.1.4 功率器件的選取46-47
• 4.1.5 與傳統(tǒng)單極性SPWM硬開關(guān)逆變器對比47-48
• 4.2 控制設計48-52
• 4.2.1 死區(qū)設計49
• 4.2.2 基于臨界電流連續(xù)的單極性逆變器控制框圖49-52
• 4.3 基于臨界電流連續(xù)的逆變器仿真52-58
• 4.3.1 獨立運行仿真52-56
• 4.3.2 并網(wǎng)運行仿真56-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 基于臨界電流連續(xù)模式單極性逆變器實驗驗證與對比分析59-70
• 5.1 基于臨界電流連續(xù)模式單極性逆變器實驗驗證59-67
• 5.1.1 獨立運行實驗驗證59-63
• 5.1.2 并網(wǎng)運行實驗驗證63-65
• 5.1.3 性能指標65-67
• 5.2 與單極性SPWM硬開關(guān)逆變器對比分析67-69
• 5.2.1 兩種控制策略下的體積對比68-69
• 5.2.2 兩種控制策略下的效率對比69
• 5.3 本章小結(jié)69-70
• 第六章 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 全文工作總結(jié)70-71
• 6.2 后續(xù)工作展望71-72
• 參考文獻72-77
• 致謝77-78
• 在學期間研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文78
• 一、發(fā)表論文及專利78
• 二、研究生期間參與科研項目78
• 三、研究生期間獲得榮譽78

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