低输入电压高效率光伏并网微逆变器的研究

发布时间：2017-10-13 05:16

  本文关键词：低输入电压高效率光伏并网微逆变器的研究

  更多相关文章： 光伏 并网微逆变器 高增益 高效率 THD 重复控制

【摘要】：随着全球经济的快速发展,能源危机和环境污染问题日益严重。因此,新能源的发展迫在眉睫。太阳能因其清洁、丰富、无污染等优点受到众多科研工作者的青睐。其中,微型光伏发电系统以其高可靠性、高效率、易扩展等优势逐渐引起人们的关注。本文针对单个光伏电池板输出电压比较低这一问题,提出了一种新型并网微逆变器拓扑。该拓扑前级采用一种非隔离型高效率高增益DC/DC结构,可以实现软开关技术；后级为全桥逆变结构,采用单电感滤波,应用软件锁相、重复控制电流内环、电压外环等软件控制方法实现逆变并网。该拓扑具有输入电压低、效率高、开关管电压应力低等特点。本文研究内容主要包括以下几个方面：(1)介绍光伏微逆变器研究背景、意义以及技术发展现状,对比了几种光伏并网微逆变器拓扑,提出一种新型微逆变器拓扑结构。(2)分析对比多种实现高增益高效率的DC/DC升压变换器结构,确定出微逆变器的前级拓扑结构,即基于耦合电感的有源箝位DC/DC升压变换器。详细分析了该电路的工作过程,并且就增益曲线、软开关实现条件、开关管电压应力等方面展开详细介绍。最终通过仿真验证了该拓扑结构的正确性及优越性。(3)并网电流的控制主要通过对逆变级的控制实现。硬件方面,对滤波器的选型及参数设计进行了详细分析。软件方面,通过电网电压正过零点检测实现锁相并网,利用电压环确保母线电压稳定,加入重复控制电流环获得低THD的并网电流。本文对电压环、重复控制电流环进行了建模分析,给出补偿环节的详细设计过程。(4)根据以上分析,研制了一台输入电压标称值为48V,输出功率为300W的微逆变器样机,实现逆变并网,给出并网电压电流波形和开关器件软开关波形,整机效率最高可达94%。从而验证了该电路拓扑具有优良的入网波形质量和高转换效率。
【关键词】：光伏 并网微逆变器 高增益 高效率 THD 重复控制
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 光伏微逆变器研究背景和意义11-13
• 1.2 光伏微逆变器现状13-15
• 1.3 本文研究目标及内容15-17
• 1.3.1 本文的研究目标15
• 1.3.2 本文主要研究内容15-17
• 第2章 微逆变器拓扑研究17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 微逆变器拓扑概述17-21
• 2.3 高效率高增益DC/DC电路拓扑概述21-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 非隔离型高增益高效率DC/DC变换器25-37
• 3.1 引言25
• 3.2 非隔离型高增益高效率DC/DC变换器工作原理25-29
• 3.3 软开关实现条件29
• 3.4 非隔离型高增益高效率DC/DC变换器增益及器件电压应力计算29-32
• 3.4.1 非隔离型高增益高效率DC/DC变换器增益计算29-32
• 3.4.2 非隔离型高增益高效率DC/DC变换器器件电压应力计算32
• 3.5 非隔离型高增益高效率DC/DC变换器仿真32-35
• 3.6 本章小结35-37
• 第4章 DC/AC逆变级设计37-48
• 4.1 引言37
• 4.2 输出滤波电感设计37-39
• 4.3 并网控制方法39-47
• 4.3.1 电压环设计40-42
• 4.3.2 基于L型滤波器的电流环设计42-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第5章 系统实验与分析48-57
• 5.1 实验系统硬件设计48-51
• 5.1.1 系统构成48-49
• 5.1.2 驱动保护电路设计49-51
• 5.2 系统软件设计51-52
• 5.3 实验样机平台及波形分析52-57
• 第6章 总结与展望57-59
• 6.1 全文工作总结57
• 6.2 后续工作展望57-59
• 参考文献59-63
• 作者简历63

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 蒋路平;风电·光电中的逆变器选择[J];太阳能;2003年05期

2 蒋路平;;风光发电系统中逆变器的选择[J];中国建设动态.阳光能源;2005年03期

3 盛立健;张先飞;郑建勇;;Z源逆变器的研究[J];江苏电器;2008年02期

4 丁成伟;高鹤;赵吉利;;一种实用的车载逆变器的设计[J];今日电子;2008年03期

5 ;凯翔专业为逆变器检测提供解决方案——逆变器负载柜[J];电源技术应用;2009年05期

6 刘耀宏;;逆变器[J];信息系统工程;2010年05期

7 ;您的光伏逆变器还没检测?凯翔来给您支招![J];电源技术应用;2010年11期

8 张艺东;;SPWM逆变器调制方式的研究[J];科技创新与生产力;2011年05期

9 张杨俊;王大伟;闫民华;詹景君;;Z源逆变器[J];电源世界;2011年04期

10 郝丽娟;;全球市场准入并网光伏逆变器研讨会在苏召开[J];认证技术;2011年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 牟必骏;;关于辊道电机逆变器容量的计算和选型[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年

2 明正峰;钟彦儒;;用于电机驱动的谐振极ZVT-PWM逆变器功耗及效率分析[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年

3 郭荥祥;巩瑞春;袁红霞;;单相SPWM逆变器重复控制技术的仿真研究[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年

4 于海龙;刘锋;;一种新型便携式逆变器的分析与设计[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年

5 郭荣祥;巩瑞春;袁红霞;;单相SPWM逆变器重复控制技术的仿真研究[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年

6 于海龙;刘锋;;一种新型便携式逆变器的分析与设计[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年

7 肖岚;;逆变器综合课程设计教学平台的开发[A];第二届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（下册）[C];2004年

8 李德华;余望;张志远;余敬东;;一种新型控制方法在单相逆变器中的应用[A];浙江省电源学会第十届学术年会暨新能源开发与电力电子研讨会论文集[C];2006年

9 杨奇;黄文新;胡育文;钱海;;应用于异步起动机的新型L-源逆变器[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

10 张超华;汤雨;谢少军;;改进Z源逆变器设计[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 涂露芳;北京大型光伏逆变器基地奠基[N];北京日报;2010年

2 本报记者 张子瑞;逆变器行业逆市扩张[N];中国能源报;2011年

3 本报记者 徐建华;光伏逆变器：“寒冬”中逆势而上[N];中国质量报;2012年

4 本报记者 徐恒;国产逆变器：市场好竞争力弱[N];中国电子报;2012年

5 张志辉;致力于提供高性能的光伏逆变器[N];中国能源报;2012年

6 CUBN 记者 周洪博;光伏逆变器或提振光伏产业[N];中国联合商报;2012年

7 广东 付兵彭;简易方波12V转220V交流逆变器电路图[N];电子报;2012年

8 王辉;2012年全球光伏逆变器将破70亿美元[N];中国能源报;2012年

9 浙江 吴建龙;简易逆变器的制作[N];电子报;2013年

10 本报记者 朱怡;逆变器制造商转向电站开发[N];中国电力报;2014年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 赵方平;光伏并网逆变器关键问题研究[D];上海大学;2015年

2 蔡春伟;串联型高增益Z源逆变器及其应用研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

3 丁凯;混合多电平逆变器拓扑及其市制方法研究[D];华中科技大学;2004年

4 庄凯;输入串联输出并联逆变器系统控制策略的研究[D];南京航空航天大学;2008年

5 陈金平;多电平直流环节逆变器新型拓扑与调制方法研究[D];长安大学;2013年

6 范功诚;混合动力电动车中高性能Z源逆变器控制器研究[D];华中科技大学;2013年

7 单庆晓;级联型逆变器关键技术研究[D];国防科学技术大学;2003年

8 裴雪军;PWM逆变器传导电磁干扰的研究[D];华中科技大学;2004年

9 佟为明;PWM逆变器特定消谐式谐波抑制技术的研究[D];哈尔滨工业大学;1999年

10 王姿雅;多电平二级管钳位型逆变器电容电压平衡SVM算法及其应用研究[D];湖南大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 苏宝珍;基于Quasi-Z源逆变器的光伏并网/储能组合控制研究[D];燕山大学;2015年

2 郝鑫;并网微逆变器的研究与设计[D];华南理工大学;2015年

3 唐鲲;基于太阳能发电的UPS的研究[D];昆明理工大学;2015年

4 姚乐乐;光伏逆变器的并网研究[D];河北联合大学;2014年

5 杜弯;三相T型三电平光伏逆变器技术研究[D];燕山大学;2015年

6 马瑜冰;地铁再生制动能量利用方案的研究[D];西南交通大学;2015年

7 王思;Z源逆变器拓扑及控制方法的研究[D];西南交通大学;2015年

8 李小涛;E公司光伏逆变器产品失败案例研究[D];华中师范大学;2015年

9 张路;容错型三相四开关有源电力滤波器控制研究[D];山东大学;2015年

10 阮永宝;基于PLC的微型逆变器智能光伏并网系统及PLC信道特性研究[D];云南师范大学;2015年

，

本文编号：1023018