本文關鍵詞：高效率光伏逆變器研究

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【摘要】：電力資源是一種關乎民計民生的重要資源,而傳統(tǒng)發(fā)電模式存在著污染重、效率低等缺點,因此如何找到一種能夠高效、清潔的發(fā)電方式對于加速經(jīng)濟發(fā)展提高居民生活質(zhì)量有著重大的意義,本文提出一種高效率的光伏逆變并網(wǎng)發(fā)電方案。光伏并網(wǎng)發(fā)電利用的是清潔的太陽能資源,并且能夠?qū)㈦娏Σ⑷腚娋W(wǎng)實現(xiàn)長距離電力輸送。但是有很多因素導致光伏發(fā)電效率降低,這些因素主要包括峰值功率追蹤效率,直流壓降損耗,熱損耗以及并網(wǎng)諧波損耗等。本文從降低能量損耗入手提高光伏逆變效率,通過PID算法結(jié)合自學習的方式來提高功率追蹤效率,優(yōu)化電路走線降低直流損耗,提高代碼效率降低熱損耗,并通過SPWM逆變降低諧波損耗。然后,我們在充分考慮了影響逆變效率因素的基礎上研制出一套用于光伏逆變驗證的實驗平臺,并對該實驗平臺的硬件電路設計進行理論分析,對其中關鍵電路進行解釋。而后,為了提高光伏逆變器電路的電磁兼容特性,我們對所設計的光伏逆變器進行電磁兼容仿真,優(yōu)化電路的布局,提高電磁兼容特性,使得電磁指標符合國標和FCC的安全標準。與此同時,本文對光伏逆變器的電熱設計也進行電路仿真,優(yōu)化系統(tǒng)的散熱設計,保證系統(tǒng)的安全運行。最后,我們對所設計的光伏逆變器進行實際的指標測試,通過分析實驗數(shù)據(jù)來發(fā)現(xiàn)硬件平臺的不足,并提出改進方案。
【關鍵詞】：光伏逆變 效率 電磁兼容
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM615;TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 第一章 緒論15-20
• 1.1 研究背景及意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外光伏逆變器研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 本文主要內(nèi)容與章節(jié)安排18-20
• 1.3.1 光伏逆變原理18-19
• 1.3.2 光伏逆變器存在的主要問題19
• 1.3.3 本文章節(jié)主要內(nèi)容安排19-20
• 第二章 高效率光伏逆變器的工作原理與仿真20-34
• 2.1 高效率光伏逆變器系統(tǒng)原理20-22
• 2.1.1 光伏逆變器系統(tǒng)原理20-21
• 2.1.2 影響光伏逆變高效率的主要因素21-22
• 2.2 最大功率追蹤原理22-25
• 2.2.1 自學習與PID算法原理22-23
• 2.2.2 改進算法追蹤MPPT性能仿真23-25
• 2.3 高效率光伏并網(wǎng)逆變器拓撲原理25-27
• 2.3.1 全橋逆變拓撲原理25-26
• 2.3.2 改進型逆變拓撲分析26-27
• 2.4 數(shù)字鎖相環(huán)設計原理27-29
• 2.4.1 數(shù)字鎖相環(huán)原理與仿真模型27-28
• 2.4.2 數(shù)字鎖相環(huán)仿真結(jié)果分析28-29
• 2.5 SPWM信號控制原理與時頻分析29-32
• 2.5.1 SPWM傅里葉理論分析29-31
• 2.5.2 SPWM逆變仿真31-32
• 2.5.3 SPWM諧波仿真32
• 2.6 本章小結(jié)32-34
• 第三章 光伏電池局部老化的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)分析34-45
• 3.1 光伏電池物理結(jié)構(gòu)分析34-38
• 3.1.1 光伏電池的物理組成34
• 3.1.2 光伏電池的RLGC模型34-36
• 3.1.3 光伏電池輸出特性仿真36-38
• 3.2 電池片局部老化導致的環(huán)流分析38-40
• 3.2.1 局部電池片老化特征38
• 3.2.2 局部電池片老化導致的電路環(huán)流38-40
• 3.3 光譜特性對光伏電池輸出效率的影響仿真40-42
• 3.3.1 光伏仿真軟件介紹40-41
• 3.3.2 光譜特性對電池片的影響仿真分析41-42
• 3.4 電池片局部老化與功率保護方案42-44
• 3.4.1 局部電池片老化與輸出功率分析42-44
• 3.4.2 局部老化解決方案44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 高效率光伏逆變器電路系統(tǒng)設計45-59
• 4.1 穩(wěn)壓保護電路設計45-47
• 4.1.1 防反接電路設計45-46
• 4.1.2 穩(wěn)壓電路設計46-47
• 4.2 高效推挽升壓電路設計47-50
• 4.2.1 推挽升壓電路47-48
• 4.2.2 諧振頻率發(fā)生電路48-49
• 4.2.3 變壓器損耗特性49-50
• 4.3 全橋逆變電路設計50
• 4.4 控制信號電路設計50-52
• 4.4.1 控制信號發(fā)生電路50-51
• 4.4.2 控制信號驅(qū)動電路設計51-52
• 4.5 小信號捕獲放大電路設計52-54
• 4.5.1 小信號放大電路設計52-53
• 4.5.2 并網(wǎng)小信號檢測電路設計53-54
• 4.6 無線監(jiān)控硬件電路設計54-57
• 4.6.1 無線監(jiān)控原理設計54
• 4.6.2 無線組網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)設計54-56
• 4.6.3 無線監(jiān)控硬件電路設計56-57
• 4.7 本章小結(jié)57-59
• 第五章 硬件電路電磁仿真設計59-69
• 5.1 電磁輻射仿真設計59-63
• 5.1.1 逆變器電磁兼容設計59-61
• 5.1.2 電磁兼容信號仿真61-63
• 5.2 直流壓降仿真63-65
• 5.2.1 直流壓降導致的損耗問題63
• 5.2.2 直流壓降最優(yōu)設計仿真63-65
• 5.3 電熱協(xié)同仿真65-68
• 5.3.0 功率MOS管熱損耗原因65
• 5.3.1 功率元件熱損耗仿真65-66
• 5.3.2 改進的熱損耗仿真66-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第六章 高效率光伏逆變器的實驗研究69-82
• 6.1 實驗測試平臺概述69-71
• 6.1.1 光伏逆變器硬件PCB設計69-70
• 6.1.2 光伏實驗平臺簡介70
• 6.1.3 無線監(jiān)控實驗平臺簡介70-71
• 6.2 光伏逆變器控制信號測試實驗71-73
• 6.2.1 雙路升壓PWM信號測試71-72
• 6.2.2 逆變SPWM信號測試72-73
• 6.3 光伏逆變器逆變效率測試實驗73-79
• 6.3.1 光伏逆變器設計指標73-74
• 6.3.2 最大功率輸出測試實驗74-76
• 6.3.3 升壓-逆變效率測試實驗76-77
• 6.3.4 光伏電池局部老化實驗77-79
• 6.4 無線數(shù)據(jù)監(jiān)控測試實驗79-81
• 6.4.1 無線監(jiān)控系統(tǒng)硬件PCB設計79
• 6.4.2 無線數(shù)據(jù)監(jiān)控采集實驗79-81
• 6.5 本章小結(jié)81-82
• 第七章 總結(jié)與展望82-84
• 7.1 總結(jié)82
• 7.2 展望82-84
• 致謝84-85
• 參考文獻85-88
• 攻讀碩士學位期間取得的成果88-89

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 程瓊;彭倬;;模糊控制理論在光伏并網(wǎng)逆變技術中的應用[J];工業(yè)控制計算機;2010年07期

2 劉邦銀;段善旭;康勇;;局部陰影條件下光伏模組特性的建模與分析[J];太陽能學報;2008年02期

3 吳理博;趙爭鳴;劉建政;王健;劉樹;;單級式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中的最大功率點跟蹤算法穩(wěn)定性研究[J];中國電機工程學報;2006年06期

4 張超;何湘寧;;短路電流結(jié)合擾動觀察法在光伏發(fā)電最大功率點跟蹤控制中的應用[J];中國電機工程學報;2006年20期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 賀昌忠;基于dsPIC并網(wǎng)光伏微逆變器的研究與設計[D];華南理工大學;2013年

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本文編號：937007