非隔离单相光伏并网逆变器研制

发布时间：2019-02-18 18:12

【摘要】：电能是社会生产和人类生活的必须品,能源危机和环境危机等因素促使光伏发电系统获得了越来越广泛的使用。光伏并网逆变器是光伏发电系统的核心部件,家用光伏发电系统使用的主要是非隔离型单相光伏逆变器。论文首先分析了非隔离光伏逆变器的优缺点,针对共模电流、辅助电源打嗝、双路MPPT进行了分析。描述了逆变器的工作状态、控制逻辑和状态切换等,绘制了状态图。阐述了基于前级Boost电路的MPPT和基于后级逆变电路的MPPT控制策略,分别建立了控制流程图。在Boost电压单环控制的基础上提出了增加电流环的双环控制策略,使光伏逆变器使用普通的直流源也能工作,方便了生产和测试。根据光伏逆变器的特点对Boost电路、逆变电路、通讯电路及监控系统进行了分析,提出了功率电感、母线电容等器件的选型原则及计算方法。针对光伏发电系统的特点,分析了自动断路装置自检电路、PV对地绝缘检测电路、漏电流检测电路、光照检测等工作原理及检测方法。光伏逆变器属于光伏发电系统的一部分,整个系统的安全性不仅和逆变器相关,还和家用配电系统、逆变器及光伏基板的安装等因素息息相关。根据家用配电系统及安装位置的特点,提出了相应的接地方法及故障保护方案。根据理论分析结果设计了5KW双Boost单相光伏逆变器,进行了相应的测试验证,验证了分析的正确性。该逆变器通过了CQC和TUV的严格测试,已进入批量生产阶段。
[Abstract]:Electric energy is a necessity of social production and human life. Energy crisis and environmental crisis make photovoltaic power system more and more widely used. Photovoltaic grid-connected inverter is the core component of photovoltaic power generation system. The non-isolated single-phase photovoltaic inverter is mainly used in household photovoltaic power generation system. Firstly, the advantages and disadvantages of the non-isolated photovoltaic inverter are analyzed, and the common mode current, auxiliary power supply hiccup and dual MPPT are analyzed. The working state, control logic and state switching of the inverter are described, and the state diagram is drawn. The control strategy of MPPT based on the front stage Boost circuit and the MPPT control strategy based on the back stage inverter circuit is described, and the control flow chart is established respectively. Based on the single loop control of Boost voltage, a double loop control strategy is proposed to increase the current loop, which makes the photovoltaic inverter work with ordinary DC source and is convenient for production and test. According to the characteristics of photovoltaic inverter, the Boost circuit, inverter circuit, communication circuit and monitoring system are analyzed, and the selection principle and calculation method of power inductor, bus capacitance and other devices are put forward. According to the characteristics of photovoltaic power generation system, this paper analyzes the working principle and detection method of automatic circuit breaker, PV insulation detection circuit, leakage current detection circuit, illumination detection and so on. Photovoltaic inverter is a part of photovoltaic power generation system. The security of the whole system is not only related to the inverter, but also related to the household distribution system, the installation of inverter and photovoltaic substrate and other factors. According to the characteristics of household distribution system and installation position, the corresponding grounding method and fault protection scheme are put forward. According to the theoretical analysis results, the 5KW double Boost single-phase photovoltaic inverter is designed and tested to verify the correctness of the analysis. The inverter has passed the strict test of CQC and TUV, and has entered the mass production stage.
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615;TM464

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本文编号：2426064