基于CCM的软开关反激光伏逆变器的研究

发布时间：2017-04-08 11:20

  本文关键词：基于CCM的软开关反激光伏逆变器的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：光伏发电作为新能源发电的一个重要组成部分,近年来发展势头十分迅速。其中分布式光伏发电,具有灵活高效的应用特点,成为一种新型的发展前景广阔的能源利用方式。其中逆变器作为并网发电中电能转换的核心部分,是光伏发电研究的重点,反激逆变器又作为众多逆变器应用中最有效的一种。目前,反激逆变器的研究设计主要集中在如何提高逆变效率和维持系统的安全稳定性运行上,其中关键的技术主要有逆变器拓扑结构优化设计、反激电路不同工作模式对系统运行效率的影响分析、软开关技术以及控制算法的优化等方面。本文的主要研究目的就是为了实现微逆变器的高效稳定运行。首先,对已有的微型逆变器的不同拓扑结构进行了总结分析和优缺点比较,进而设计了一种新型的两级式微型逆变器,逆变器的前级采用升压转换电路,升压后在直流侧并接蓄电池储能装置,后级采用隔离型的高频反激电路结构,再通过全桥电路以及LC滤波,最终使并网逆变系统输出高质量的与电网同频同相的并网电流。反激逆变器工作模式选择连续电流模式,且同时采用两路反激变压器交错并行联接的电路拓扑,在不提升电压等级的情况下使输出的功率增大一倍,提高系统功率和利用效率。针对高频反激变压器的漏感能量损耗和漏感造成的开关管电压尖峰问题,引入有源钳位电路,利用钳位电路进行漏感能量的吸收回馈,消除漏感与主开关管两端寄生电容间谐振产成的电压高峰,降低主开关管的过压风险,实现软开关,减小电路损耗。在系统运行的控制策略研究方面,前级升压电路实现升压和光伏电池板的最大功率跟踪控制,后级实现并网电流环的控制,保证系统并网稳定运行。在反激逆变器设计的基础上,本文进一步研究了加入储能装置的分布式光伏并网系统在配电网调峰方面的控制策略及应用。针对配电网中负荷需求变化引起的配电网峰谷问题,提出了基于并网点电压补偿的调峰控制策略。同时,为了保证不同外部工作环境下光伏并网系统高效运行,提出分段运行模式。据此策略对整个系统进行设计,并仿真验证了在分布形式光伏并网系统加入储能装置进行调峰控制的可行性,并对储能装置的容量配置和调峰能力进行了定量计算,给储能系统用于调峰控制的研究设计提供了技术参考。最后,依据新的拓扑设计和工作原理分析,搭建了微型逆变器仿真模型和硬件平台,用实验验证了所设计电路拓扑的合理性,软件设计上采用基于模型的设计方法,通过MATLAB和CCS相结合的方式进行调试,最终证明该系统运行的可行性、高效性,达到了设计要求。
【关键词】：分布式光伏 交错反激逆变 CCM运行 有源钳位软开关 调峰控制
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究的目的和意义9-10
• 1.2 光伏并网发电系统的国内外发展现状10-11
• 1.2.1 国外光伏并网发电的发展现状及趋势10
• 1.2.2 国内光伏发电系统的发展现状与前景10-11
• 1.3 光伏并网逆变器简介及其关键技术11-12
• 1.4 主要研究内容12-14
• 第二章 光伏并网系统结构及工作原理14-20
• 2.1 反激式光伏并网微型逆变器拓扑结构及工作原理14-16
• 2.2 微逆变器工作模式16-17
• 2.3 有源箝位软开关工作原理17-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第三章 微型逆变器控制策略20-31
• 3.1 微型光伏逆变器并网的控制系统组成20-25
• 3.1.1 最大功率跟踪控制21-23
• 3.1.2 并网电流控制23-25
• 3.2 光伏并网系统仿真25-30
• 3.2.1 应用扰动观察法的MPPT仿真25-26
• 3.2.2 交错反激电路及有源钳位软开关仿真26-28
• 3.2.3 微逆变器系统并网仿真28-30
• 3.3 本章小结30-31
• 第四章 含储能的光伏并网系统对配电网调峰的研究31-40
• 4.1 配电网峰谷情况分析31-33
• 4.2 光伏并网发电的调峰策略研究33-37
• 4.2.1 含储能装置的两级形式微型逆变器33
• 4.2.2 含DER的配电网电压分析33-34
• 4.2.3 基于并网点电压补偿的调峰控制策略34-36
• 4.2.4 储能装置容量优化设计36-37
• 4.3 分布式光伏并网系统对配电网调峰的仿真研究37-39
• 4.4 本章小结39-40
• 第五章 实验分析40-48
• 5.1 微型逆变系统软硬件平台40-43
• 5.2 CCM交错反激逆变实验分析43-45
• 5.3 有源钳位软开关实验分析45-46
• 5.4 微逆变器并网实验分析46-47
• 5.5 本章总结47-48
• 第六章 结论与展望48-50
• 6.1 本文总结48-49
• 6.2 工作展望49-50
• 参考文献50-54
• 在学期间的研究成果54-55
• 致谢55-56

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 储健,许镇琳;应急逆变器群的集中控制[J];中国照明电器;2001年09期

2 李建辉,韩光宇,钟实;逆变器产生的干扰及抑制[J];中国设备工程;2005年04期

3 郑沃奇;;广州地铁2号线车辆辅助逆变器[J];机车电传动;2006年05期

4 张劲松;;浅谈逆变器的使用[J];中国科技信息;2007年18期

5 李红新;周林;郭珂;战祥真;雷建;;Z源逆变器最新进展及应用研究[J];电源技术;2013年03期

6 高潮,徐宏凯,于泉;富士电机公司的逆变器与伺服技术的发展状况[J];电气传动;2000年01期

7 林航空,仲田清(日);日立制作所开发逆变器控制的新动向[J];国外内燃机车;2000年02期

8 邹云屏,成功,丁凯;模型参考自适应控制逆变器的研究[J];通信电源技术;2000年03期

9 李剑 ,康勇 ,陈坚;带模糊调节的重复控制器在逆变器中的应用[J];电气传动;2001年06期

10 胡兵,陶生桂,毛明平;现场可编程门阵列在逆变器控制系统中的应用[J];同济大学学报(自然科学版);2002年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 陈永利;霍艳军;;组合式三相正弦逆变器控制软件设计[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集（下册）[C];2006年

2 费雯丽;袁佳歆;陈立;;基于免疫算法的单相逆变器多目标最优控制策略研究[A];第七届中国高校电力电子与电力传动学术年会论文集[C];2013年

3 李红利;方文俊;仇书文;;基于60°坐标系的五电平逆变器研究[A];第22届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第4届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集[C];2012年

4 郭建勇;方如举;李献伟;;光伏并网逆变器伪孤岛现象的研究[A];2012中国智能电网学术研讨会论文集[C];2012年

5 李金刚;马鑫;钟彦儒;;新型中频正弦波逆变器控制方法实现的研究[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

6 石志学;王金峰;金传付;吉文杰;郭艳鹏;陈可;;500kW光伏并网逆变器控制系统设计和实现[A];中国计量协会冶金分会2013年会论文集[C];2013年

7 葛兴来;冯晓云;;逆变器无拍频控制策略研究[A];2008年中国铁道学会牵引动力学术年会——动车组、大功率交流传动机车研讨会论文集[C];2008年

8 叶楠;何中一;孟宪会;邢岩;;逆变器电流滞环控制技术研究[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年

9 张少杰;段铁群;杨勇;张亮;;1kW潮流能发电装置逆变器SVPWM技术的研究与应用[A];中国可再生能源学会海洋能专业委员会第三届学术讨论会论文集[C];2010年

10 郭同生;黎辉;杨旭;王兆安;;UPS逆变器反馈控制误差分析与改进方法[A];第二届全国特种电源与元器件年会论文集[C];2002年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 上海 苏成富;一款新型逆变器控制芯片LX1692IDW简介[N];电子报;2013年

2 周志敏;新一代UPS的发展趋势[N];人民邮电;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 李湘峰;逆变器的能控性分析及m模态控制[D];华南理工大学;2015年

2 HOANG THI THU GIANG;并网逆变器并联运行方法研究[D];华南理工大学;2016年

3 郭志强;分布式发电及分散式微电网控制策略的研究[D];北京理工大学;2015年

4 邵章平;三电平光伏并网逆变器的模块化控制研究[D];合肥工业大学;2015年

5 施永;微网系统逆变及组网关键技术研究[D];合肥工业大学;2015年

6 刘芳;基于虚拟同步机的微网逆变器控制策略研究[D];合肥工业大学;2015年

7 邓凯;开关电感型准Z源光伏并网逆变系统关键技术研究[D];东南大学;2015年

8 房绪鹏;Z源逆变器研究[D];浙江大学;2005年

9 陈艳;光伏发电系统中Z源逆变器的控制技术研究[D];重庆大学;2012年

10 汤雨;Z源逆变器研究[D];南京航空航天大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王敬明;小型风力发电单相正弦波逆变器的研究[D];内蒙古大学;2015年

2 冯莉;户用型三相四桥臂光伏逆变器控制策略研究[D];燕山大学;2015年

3 张晓静;单级非隔离型双Zeta逆变器[D];燕山大学;2015年

4 王泉策;光伏并网微逆变器研究[D];燕山大学;2015年

5 马思曼;三相逆变器多机并网系统谐振机理与抑制策略研究[D];燕山大学;2015年

6 卢浩;三相光伏逆变器的智能控制技术的研究[D];安徽大学;2015年

7 陈月;大功率串并式磁共振无线电能传输系统研究[D];江南大学;2015年

8 刘杰;3kW单相光伏并网逆变器的研制[D];西南交通大学;2015年

9 刘海利;高升压比电流连续型Quasi-Z源逆变器及其并网控制研究[D];西南交通大学;2015年

10 张泽斌;具有LVRT能力的光伏并网逆变器控制策略研究[D];宁夏大学;2015年

  本文关键词：基于CCM的软开关反激光伏逆变器的研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：292767